les matériaux de construction résidentielle dans une perspective
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LES MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION RÉSIDENTIELLE DANS UNE PERSPECTIVE
DURABLE : ANALYSE COMPARATIVE
Par
Elisabeth Simard
Essai présenté au Centre Universitaire de Formation en Environnement en vue de
l‟obtention du grade de maître en environnement (M.Env.)
CENTRE UNIVERSITAIRE DE FORMATION EN ENVIRONNEMENT
Université de Sherbrooke
Québec, Québec, Canada, août 2009
IDENTIFICATION SIGNALÉTIQUE
LES MATÉRIAUX TRADITIONNELS DANS UNE PERSPECTIVE DE CONSTRUCTION
RÉSIDENTIELLE DURABLE : ANALYSE COMPARATIVE
Elisabeth Simard
Essai effectué en vue de l‟obtention du grade de maître en environnement (M.Env.)
Sous la direction de Michel Montpetit
Université de Sherbrooke
août 2009
Mots clés : matériaux, construction, bâtiments durables, viable, cycle de vie, eau, énergie,
matières résiduelles, changements climatiques, qualité de l‟air intérieur, santé
des occupants, analyse comparative.
La construction résidentielle est en pleine effervescence et contribue fortement à l‟étalement
urbain au Québec. Assumés d‟être lourds de préjudices environnementaux, les matériaux de
construction qui y sont utilisés influent fortement sur la qualité de l‟air intérieur de la maison,
et, ainsi, sur la santé des occupants. Quelle est la valeur environnementale réelle des
matériaux de construction traditionnellement utilisés au Québec ? Entraînent-ils une
dégradation importante de la qualité de l‟air intérieur ? Qu‟en est-il des alternatives
écoamicales de plus en plus présentes sur le marché ? C‟est à ces questions que le présent
essai tente de répondre en dressant un portrait des impacts environnementaux et sur la
santé de différents matériaux de construction, puis en procédant à une analyse pondérée en
fonction d‟indicateurs environnementaux. Les coûts et la disponibilité des matériaux sont par
la suite introduits à l‟analyse pour en dégager les réalités du marché québécois.
i
ii
SOMMAIRE
À travers le développement économique de l‟après-guerre, le besoin de se loger a
grandement évolué. La construction résidentielle est passée de l‟utilisation de matériaux
naturels, sélectionnés pour leur durabilité, à l‟usage de plastiques, résines et autres matières
synthétiques. Conjointement, naît vers le milieu du 19e siècle une véritable préoccupation
environnementale, ouvrant la porte au concept de développement durable. L‟environnement
bâti sillonne désormais vers l‟offre d‟un milieu écologiquement et socialement sain, en
synergie avec les collectivités durables. Une myriade de concepts et de théories est
maintenant rattachée aux bâtiments durables, et une attention particulière est portée aux
matériaux de construction.
Dans ce contexte, le présent essai vise à cerner l‟incidence environnementale et sur la santé
des occupants inhérente aux matériaux de construction traditionnelle et à examiner les
options écoamicales existantes. L‟opinion populaire présume que ces dernières diminuent
l‟empreinte écologique du bâtiment, tout en étant dispendieuses et difficiles à se procurer au
Québec.
L‟essai présente d‟abord les résultats d‟inventaires de cycle de vie des matériaux utilisés
pour chaque grande étape de construction : les fondations, l‟ossature et la charpente, les
isolants, les parements extérieurs et les produits de finition intérieure. Une analyse
comparative des résultats d‟inventaire pour chaque matériau est ensuite réalisée à l‟aide d‟un
système de cotation et de pondération. De plus, l‟étude renseigne brièvement sur d‟autres
considérations importantes en construction durable.
L‟essai conclut qu‟il est difficile, dans certains cas, de se procurer des matériaux écoamicaux
au Québec et que ceux-ci peuvent augmenter les coûts de construction résidentielle. Par
ailleurs, certains matériaux traditionnels s‟avèrent dans plusieurs cas des choix
environnementaux à prioriser. Les matériaux traditionnels dont la performance
environnementale est plus élevée, sont généralement des matériaux peu transformés et faits
de matières naturelles, tels le bois et la brique.
L‟essai soulève finalement le manque d‟analyses de cycle de vie (ACV) pour plusieurs
matériaux, ainsi que le manque d‟uniformité d‟une ACV à l‟autre. Ces limites ne permettent
pas de confirmer hors de tout doute le degré de performance environnementale de tous les
matériaux, mais l‟essai permet tout de même d‟informer le lecteur sensibilisé sur les choix à
prioriser pour diminuer l‟empreinte écologique de sa résidence.
iii
REMERCIEMENTS
Point culminant et ultime de ma maîtrise en environnement, la rédaction de cet essai n‟aurait
pas été la même sans le support de plusieurs, qu‟il me fait honneur de remercier
personnellement.
Merci à mon directeur, Michel Montpetit, qui a su m‟encourager et me conseiller
judicieusement, tout en m‟accordant la confiance et l‟autonomie qui m‟étaient nécessaires
pour cheminer dans cette épreuve finale.
Je ne peux passer sous silence ma gratitude et ma profonde affection pour la team Québec-
Sherbrooke, Mireille Dion et Carl Touzin. Vous avez été présents dans tous les aspects de
cette maîtrise : les voyagements, la cohabitation, les multiples soupers, débats et discussions
à saveur environnementale, et j‟en passe. J‟ai grandement appris en vous côtoyant. Panda
un jour, panda toujours !
Finalement, merci à Peter Edwards, mon amoureux, qui a entendu plus souvent qu‟à son
tour : « Dérange-moi pas, je fais de l‟essai ! », en plus de me supporter depuis Québec tout
au long de la maîtrise. Ta patience est en or, merci pour tes encouragements et ta
compréhension.
Dans un souci de cohérence et de protection des ressources, ce document n‟a été imprimé qu‟une seule fois en cours d‟élaboration et est présenté sur du papier recyclé contenant 30 % de fibres post-consommation.
iv
TABLE DES MATIÈRES
INTRODUCTION .................................................................................................................... 1
1 MÉTHODOLOGIE ....................................................................................................... 5
1.1 Étapes d‟élaboration .......................................................................................... 4
1.1.1 Portrait des matériaux ........................................................................... 4
1.1.2 Indicateurs environnementaux et sociaux ............................................. 4
1.1.3 Analyse comparative ............................................................................. 5
1.2 Limites ............................................................................................................... 5
2 CONTEXTE DU BÂTIMENT DURABLE ..................................................................... 8
2.1 Bâtiment et environnement ................................................................................ 8
2.1.1 Analyse de cycle de vie....................................................................... 10
2.2 Bâtiment et santé des occupants ..................................................................... 12
2.3 Bâtiment durable : multitude de concepts ........................................................ 14
2.3.1 Gestion de l‟énergie et changements climatiques ............................... 16
2.3.2 Gestion efficace de l‟eau ..................................................................... 18
2.3.3 Choix du site et radon ......................................................................... 19
2.4 Bâtiments durables et mouvements architecturaux ......................................... 23
2.3.1 Bâtiment passif ................................................................................... 22
2.3.2 Architecture bioclimatique ................................................................... 23
2.3.3 Bau-biologie ........................................................................................ 24
2.3.4 Certification écologique ....................................................................... 24
3 FONDATIONS .......................................................................................................... 27
3.1 Fabrication du béton au Canada....................................................................... 28
3.2 Consommation d‟énergie et béton .................................................................... 29
3.3 Consommation d‟eau et béton .......................................................................... 30
3.4 Impacts environnementaux du béton ................................................................ 31
3.4.1 Effluents liquides ................................................................................. 31
3.4.2 Matières résiduelles ............................................................................ 32
3.4.3 Émissions atmosphériques ................................................................. 33
3.4.4 Changements climatiques ................................................................... 34
3.5 Santé et béton .................................................................................................. 35
3.6 Alternatives ...................................................................................................... 37
v
4 OSSATURE ET CHARPENTE................................................................................. 40
4.1 Production de bois d‟œuvre au Canada ............................................................ 40
4.2 Consommation d‟énergie et bois d‟œuvre ........................................................ 42
4.3 Consommation d‟eau et bois d‟œuvre .............................................................. 45
4.4 Impacts environnementaux du bois d‟œuvre .................................................... 46
4.4.1 Effluents liquides ................................................................................. 46
4.4.2 Matières résiduelles ............................................................................ 47
4.4.3 Émissions atmosphériques ................................................................. 48
4.4.5 Changements climatiques ................................................................... 49
4.5 Santé et bois de construction ........................................................................... 52
4.6 Fabrication d‟acier au Canada .......................................................................... 54
4.7 Consommation d‟énergie et acier ..................................................................... 54
4.8 Consommation d‟eau et acier ........................................................................... 55
4.9 Impacts environnementaux de l‟acier ............................................................... 55
4.9.1 Effluents liquides ................................................................................. 56
4.9.2 Matières résiduelles ............................................................................ 57
4.9.3 Émissions atmosphériques ................................................................. 58
4.9.4 Changements climatiques ................................................................... 59
4.10 Santé et acier ................................................................................................. 60
4.11 Alternatives..................................................................................................... 61
4.12 Analyse comparative des matériaux d‟ossature et de charpente .................... 63
5 ISOLATION .............................................................................................................. 67
5.1 Isolants traditionnels au Québec ...................................................................... 67
5.1.1 Isolants minéraux non métalliques ...................................................... 68
5.1.2 Isolants polymériques ......................................................................... 70
5.1.3 Isolants de fibres cellulosiques ............................................................ 72
5.2 Valeur isolante des matériaux ......................................................................... 73
5.3 Consommation d‟énergie et isolants ................................................................ 73
5.4 Consommation d‟eau et isolants ...................................................................... 75
5.5 Impacts environnementaux et isolants ............................................................. 75
5.5.1 Effluents liquides ................................................................................ 75
5.5.2 Matières résiduelles ........................................................................... 77
5.5.3 Émissions atmosphériques ................................................................ 78
5.5.4 Changements Climatiques ................................................................. 79
vi
5.6 Alternatives naturelles aux isolants .................................................................. 81
5.6.1 Isolant de biomasse d‟origine agricole ............................................... 81
5.6.2 Isolant de biomasse d‟origine animale ............................................... 84
5.7 Santé des occupants ....................................................................................... 85
5.8 Analyse comparative des isolants .................................................................... 89
6 REVÊTEMENT EXTÉRIEUR .................................................................................... 92
6.1 Types de revêtement extérieur ......................................................................... 92
6.1.1 Brique ................................................................................................. 93
6.1.2 Vinyle .................................................................................................. 95
6.1.3 Bois..................................................................................................... 96
6.1.4 Stuc .................................................................................................... 96
6.1.5 Acier ................................................................................................... 97
6.2 Consommation d‟énergie et revêtements extérieurs ........................................ 98
6.3 Consommation d‟eau et revêtements extérieurs .............................................. 99
6.4 Impacts environnementaux des revêtements extérieurs ................................ 100
6.4.1 Effluents liquides ............................................................................... 100
6.4.2 Matières résiduelles .......................................................................... 102
6.4.3 Émissions atmosphériques ............................................................... 104
6.4.4 Changements climatiques ................................................................. 105
6.5 Parements extérieurs alternatifs .................................................................... 106
6.6 Analyse comparative des revêtements extérieurs .......................................... 108
7 FINITION INTÉRIEURE .......................................................................................... 111
7.1 Recouvrement mural ..................................................................................... 111
7.1.1 Consommation d‟énergie et peinture................................................. 112
7.1.2 Consommation d‟eau et peinture ...................................................... 112
7.1.3 Effluents liquides et peinture ............................................................. 112
7.1.4 Matières résiduelles et peinture ........................................................ 113
7.1.5 Émissions atmosphériques et peintures ............................................ 114
7.1.6 Changements climatiques et peintures ............................................. 115
7.1.7 Santé et peinture............................................................................... 115
7.1.8 Analyse comparative des différentes peintures ................................. 117
7.2 Recouvrement de planchers .......................................................................... 119
7.2.1 Consommation d‟énergie et planchers .............................................. 120
7.2.2 Consommation d‟eau et planchers .................................................... 121
vii
7.2.3 Effluents liquides et planchers ........................................................... 121
7.2.4 Matières résiduelles et planchers ...................................................... 122
7.2.5 Émissions atmosphériques et planchers ........................................... 123
7.2.6 Changements climatiques et planchers ............................................. 124
7.2.7 Santé et planchers ............................................................................ 125
7.2.8 Alternatives ....................................................................................... 128
7.2.9 Analyse comparative des finitions de plancher .................................. 129
8 DISCUSSION .......................................................................................................... 132
CONCLUSION .................................................................................................................... 136
RÉFÉRENCES ................................................................................................................... 139
ANNEXE I LISTE D’INDICATEURS DE DÉVELOPPEMENT DURABLE...................... 149
ANNEXE II CLASSIFICATION DES RESSOURCES NATURELLES EXISTANTES SELON LEUR RAPIDITÉ DE RENOUVELLEMENT ................................... 155
ANNEXE III PORTRAIT DE LA VARIABILITÉ DES ÉCHELLES DES DIFFÉRENTS IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX ............................................................. 157
viii
LISTE DES FIGURES
Figure 2.1 Émissions de GES du secteur résidentiel, par scénario ................................. 9
Figure 2.2 Schématisation du cycle de vie d‟un matériau de construction. .................... 11
Figure 2.3 Voies typiques de pénétration du radon dans une habitation……………...…21
Figure 3.1 Exemple de pont thermique d‟une dalle de plancher de béton. .................... 30
Figure 3.2 Impact environnemental des composantes du béton. .................................. 35
Figure 3.3 Utilisation de blocs de béton légers pour la construction de fondation. ........ 38
Figure 4.1 Bilan cumulatif de séquestration et d‟émissions évitées de dioxyde de carbone........................................................................................................ 50
Figure 4.2 Cycle et durée de séquestration du carbone dans les matériaux de bois ..... 51
Figure 4.3 Indice du coût de la ferraille. ........................................................................ 60
ix
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1.1 Échelle d‟interprétation de l‟indice d‟impact environnemental et social des
matériaux de construction ................................................................................ 5
Tableau 2.1 Bénéfices environnementaux recherchés par l‟utilisation de biomatériaux ..... 10
Tableau 2.2 Symptômes associés au syndrome du bâtiment malsain (SBM). ................... 12
Tableau 2.3 Relation directe entre la construction et les trois sphères du développement
durable .......................................................................................................... 14
Tableau 2.4 Caractéristiques distinctives des bâtiments durables ..................................... 15
Tableau 2.5 Effets climatiques découlant de l‟augmentation de la température dans le
sud du Québec et impacts encourus sur les paysages bâtis .......................... 17
Tableau 2.6 Effets climatiques découlant de l‟augmentation de la fréquence
d‟évènements climatiques extrêmes dans le sud du Québec et impacts
encourus sur les paysages bâtis .................................................................... 17
Tableau 3.1 Durée de vie utile moyenne des éléments des fondations ............................. 27
Tableau 3.2 Énergie estimée à la production de béton prémélangé (en GJ/m3) ................ 29
Tableau 3.3 Eau nécessaire à la production de béton prémélangé (l/m3) .......................... 31
Tableau 3.4 Émissions atmosphériques associées à la production montréalaise de
béton (g/m3) .................................................................................................. 33
Tableau 4.1 Consommation d‟énergie pour la production de grumes (GJ/t) ...................... 43
Tableau 4.2 Énergie nécessaire pour la production de bois de charpente (GJ/t) ............... 43
Tableau 4.3 Énergie nécessaire pour la production de contreplaqué de bois mou (GJ/t) ... 44
Tableau 4.4 Énergie nécessaire pour la production de panneaux de particules (GJ/t) ....... 45
Tableau 4.5 Bilan des déchets de bois ultime (kg/t). .......................................................... 47
Tableau 4.6 Émissions atmosphériques associées à la production de produits de bois
d‟œuvre (g/t) .................................................................................................. 49
Tableau 4.7 Émissions atmosphériques associées à la production canadienne d‟adhésif de
phénol formaldéhyde (en gramme par tonne) ................................................ 49
Tableau 4.8 Énergie nécessaire pour la production d‟une tonne de fermes en acier. ........ 55
Tableau 4.9 Composition de l‟effluent liquide suite à la production d‟une tonne de
fermes en acier (kg/L) .................................................................................... 57
Tableau 4.10 Émissions atmosphériques de la production de fermes d‟acier (kg/t) ............. 59
Tableau 4.11 Tableau récapitulatif des matériaux de charpente sélectionnés ..................... 66
x
Tableau 5.1 Résistance thermique de différents matériaux d‟isolation (R/pouce) .............. 73
Tableau 5.2 Énergie intrinsèque de différents matériaux d‟isolation (MJ/kg) ...................... 74
Tableau 5.3 Consommation d‟eau pour la production d‟isolants (l/kg) ............................... 75
Tableau 5.4 Effluents liquides découlant de la production de différents isolants (g/l) ......... 76
Tableau 5.5 Émissions atmosphériques associées à la production d‟isolants (g/kg) .......... 79
Tableau 5.6 Contribution aux changements climatiques de différents isolants (g/kg) ........ 80
Tableau 5.7 Scénarios de production d‟isolants de fibres cellulosiques et leur
contribution propre aux changements climatiques par l‟émission de
dioxyde de carbone équivalent (g/kg) ............................................................ 81
Tableau 5.8 Inventaire des impacts environnementaux découlant de la production d‟un
kilogramme d‟isolant à base de lin et à base de chanvre ............................... 83
Tableau 5.9 Inventaire des impacts environnementaux découlant de la production d‟un
kilogramme d‟isolant à base de laine de mouton............................................ 85
Tableau 5.10 Quantité totale de COV émis par la laine minérale dans une chambre à un
taux d‟humidité relative de 90 % (g/m3). ....................................................... 86
Tableau 5.11 Quantité totale de COV émise par la fibre de papier recyclé dans une
chambre à un taux d‟humidité relative de 90 % (g/m3). ................................ 87
Tableau 5.12 Quantité totale de COV émise par le lin et le chanvre dans une chambre
à un taux d‟humidité relative de 90 % (g/m3). ............................................... 89
Tableau 5.13 Tableau récapitulatif des matériaux d‟isolation sélectionnés .......................... 91
Tableau 6.1 Énergie intrinsèque de différents matériaux de revêtement extérieur (GJ/t) ... 98
Tableau 6.3 Consommation d‟eau pour la production de revêtements extérieurs (l/t) ........ 99
Tableau 6.4 Effluents liquides découlant de la production de différents revêtements
extérieurs (mg/l) ........................................................................................... 101
Tableau 6.5 Émissions atmosphériques associées à la production de revêtements (g/t) . 105
Tableau 6.6 Contribution aux changements climatiques de différents types de
revêtements extérieurs (g/t) ......................................................................... 106
Tableau 6.7 Inventaire des impacts environnementaux découlant de la production
d‟une tonne de parements extérieurs de bois vert ........................................ 107
Tableau 6.8 Tableau récapitulatif des matériaux de revêtement extérieur sélectionnés .. 110
Tableau 7.1 Énergie intrinsèque de différentes peintures (MJ/kg) ................................... 112
Tableau 7.2 Énergie intrinsèque de différentes peintures (m3/kg) .................................... 112
Tableau 7.3 Effluents liquides découlant de la production de différents types de
peintures (g/kg) ............................................................................................ 113
xi
Tableau 7.4 Émissions atmosphériques associées aux différents types de
recouvrement mural (g/kg) ........................................................................... 114
Tableau 7.5 Contribution aux changements climatiques associée aux différents
types de peinture murale selon les émissions de CO2 et de CH4 (g/kg) ....... 115
Tableau 7.6 Émissions de formaldéhyde provenant des produits de finition des murs
intérieurs (ug/m2/h) ...................................................................................... 116
Tableau 7.7 Émissions de COV et formation de AOS provenant d‟un mur peinturé à
l‟acrylique .................................................................................................... 116
Tableau 7.8 Tableau récapitulatif de l‟inventaire de cycle de vie des peintures ............... 118
Tableau 7.9 Énergie intrinsèque de différents matériaux de planchers (MJ/m2) ............... 121
Tableau 7.10 Effluents liquides découlant de la production de différents types de
planchers (g/m2) .......................................................................................... 122
Tableau 7.11 Émissions atmosphériques associées au cycle de vie de différents
types de planchers résidentiels (g/m2) ......................................................... 123
Tableau 7.12 Contribution aux changements climatiques de différents types de
planchers (g/m2) .......................................................................................... 124
Tableau 7.13 Émissions de COV et formation de SOA provenant d‟un plancher de pin .... 126
Tableau 7.14 Différents types de particules respirables généralement retrouvées à
l‟intérieur des résidences ............................................................................. 127
Tableau 7.15 Tableau récapitulatif des différentes finitions de plancher sélectionnées ..... 131
Tableau 8.1 Ensemble des matériaux de construction sélectionnés, selon l‟indice
d‟impact environnemental et sur la santé, le coût et la disponibilité ............. 132
Tableau 8.2 Scénario présentant la meilleure performance environnementale
versus le scénario le plus avantageux économiquement ............................. 133
xii
LISTES DES ACRONYMES, DES SYMBOLES ET DES SIGLES
ACV Analyse de cycle de vie
AOS Aérosol organique secondaire
Bq Becquerel
CBDC Conseil du bâtiment durable du Canada
CCE Commission de coopération économique
CEPHEUS Cost Efficient Passive Houses as EUropean Standards
(Efficacité des maisons passives en tant que normes européennes)
CFC Chlorofluorocarbone
CO2 Dioxyde de carbone
COV Composé organique volatil
CRI Carpet and Rug Institute
(Institut des tapis et moquettes)
DD Développement durable
EFSA European Food Safety Authority
(Autorité européenne de sécurité des aliments)
FSC Forestry Stewardhip Council
(Conseil d‟intendance en foresterie)
GCV Gestion du cycle de vie
GES Gaz à effet de serre
GIEC Groupe intergouvernemental d‟étude du climat
GJ Gigajoule
HCFC Hydrochlorofluorocarbone
LEED Leadership in Energy and Environmental Design
(Leadership en design environnemental et en énergie)
MJ Mégajoule
NOx Oxyde nitreux
PACC Plan d‟action sur les changements climatiques
RTCC Responding to Climate Change
(Réagir au Changement Climatique)
SACO Substance appauvrissant la couche d‟ozone
SBM Syndrome du bâtiment malsain
SCHL Société canadienne d‟habitation et de logement
xiii
SCM Supplementary Cementing Materials
(Matière de substitution du ciment)
SO2 Dioxyde de soufre
PES Polyester expansé
PET Polyéthylène téréphtalate
pH Potentiel hydrogène
PPB Partie par billion
XPS Polyester extrudé
LEXIQUE
Aéroallergène Substance allergène présente dans l'atmosphère pouvant
modifier les réactions d'un organisme vivant (allergie) et agir sur le fonctionnement des poumons.
Anaérobie Se dit de tout processus ou de toute réaction chimique se déroulant en l'absence d'oxygène.
Autochtone Se dit d'une espèce végétale ou animale qui est originaire du lieu de croissance et de reproduction où elle vit.
Bioaérosol Aérosol qui est ou qui provient d'un organisme vivant.
Biopersistance Propriété de certaines substances de demeurer dans des tissus organiques durant une longue période de temps sans pouvoir être facilement évacuées par l'organisme.
Byssinose Pneumopathie chronique par obstruction des voies aériennes due à l'inhalation de fibres de coton.
Clinker Constituant du ciment obtenu par calcination d'un mélange d'acide silicique d'alumine, d'oxyde de fer et de chaux.
Débitage Action de découper le bois selon les formes exigées.
Dermites Inflammation de la peau.
Eau de ruissellement Eau de surface s'écoulant vers un cours d'eau à la suite d'une forte chute de pluie. Fraction de l'eau de pluie qui s'écoule sur le sol.
Écosensible Se dit d'un site dont les ressources naturelles présentent un haut degré de vulnérabilité et nécessitent des mesures de protection particulières.
xiv
Efficace énergétique Domaine de la maîtrise de l'énergie qui vise à l'obtention d'un meilleur rendement énergétique par le choix des sources d'énergie, par le recours aux nouvelles technologies les plus appropriées.
Émondage Le résultat de l‟action de couper, élaguer ou tailler des branches d‟arbre (sylviculture).
Énergie intrinsèque Énergie consommée sur l‟ensemble du cycle de vie d‟un bien : énergie de conception, d‟extraction et de transport des matières premières, de transformation et de fabrication, de commercialisation, d‟usage et de fin de vie. Synonyme : énergie grise.
Énergie intrinsèque d‟origine Énergie consommée par l‟acquisition des matières premières, leur traitement, leur fabrication, leur transport su les lieux et leur mise en œuvre.
Énergie intrinsèque récurrente Énergie non renouvelable consommée afin d‟entretenir, réparer ou remplacer un matériau durant sa vie utile.
Érosion Action exercée par les agents climatiques (pluie, vent), souvent amplifiée par l'homme et qui a pour effet d'enlever la couche superficielle des sols et des roches argileuses.
Génotoxique Se dit d'un agent physique ou chimique qui provoque des anomalies chromosomiques ou géniques dans l'ADN.
Mésothéliome Tumeur bénigne ou maligne qui affecte le revêtement des poumons, la plèvre. Souvent associé à l‟amiante.
Milieu humide Terre inondée ou saturée d'eau assez longtemps pour permettre la mis en place de processus caractérisant ce milieu.
Néoplasie Formation d'une tumeur.
Perturbateur endocrinien Substances nocives qui entrent dans le corps où ils peuvent causer des problèmes de santé en déréglant l‟action des hormones.
Planage Action d‟aplanir, de lisser (sylviculture).
Pont thermique Correspond à un transfert de chaleur entre l‟air intérieur vers extérieur.
Pouzzolane Roche volcanique légère et poreuse utilisée en construction.
Recycler En gestion des matières résiduelles, se dit de l‟action de récupérer une matière en fin de vie pour la réinsérer dans le procédé de fabrication du même produit.
xv
Réemployer En gestion des matières résiduelles, se dit de l‟action de récupérer un objet ou une matière et la réemployer pour la même fonction, sans en modifier les propriétés.
Réutiliser En gestion des matières résiduelles, se dit de l‟action de récupérer une matière en fin de vie pour la réinsérer dans le procédé de fabrication d‟un autre produit.
Scories Résidu ferrugineux issu de la combustion de certains charbons.
Superisolation Se dit du caractère d‟un matériau qui a une conductivité thermique inférieure à celle de l‟air.
Terre arable Sol naturel ou amendé provenant de la couche supérieure d'une prairie, d'un sol cultivé, d'un boisé ou d'une aire engazonnée.
Thermodurcissable Polymère intermédiaire entre le thermoplastique qui acquiert des propriétés de plasticité sous l'effet d'une élévation de température et le thermodurcissable utilisé comme matrice de matériaux composites.
Xérophile Qualifie les organismes qui sont plus ou moins confinés dans des milieux xériques. Qui exige ou tolère la sécheresse.
« Construire, c’est collaborer avec la Terre : c’est mettre une marque humaine sur un paysage qui en sera modifié à jamais. »
– Marguerite Yourcenar, Mémoire d’Adrien
1
INTRODUCTION
Le paysage résidentiel construit fait partie intégrante des réalités urbaines. Il en va de soi, le
besoin de se loger est vital. L‟habitation contribue au maintien physiologique de l‟homme,
besoin à la base de la pyramide de Maslow. Le but premier d‟une habitation est en effet
d‟offrir une protection à ses occupants en servant d‟abri contre le climat extérieur, tout en
procurant un environnement sain et confortable. Il constitue le milieu de vie de l‟homme.
L‟habitation, définie par le Grand dictionnaire terminologique de la langue française comme le
lieu où l‟homme vit seul ou avec sa famille, lui permet de se réchauffer, de dormir, et facilite
l‟action de se nourrir.
Or, depuis un siècle, la croissance démographique mondiale a plus que triplé et l‟urbanisation
croît rondement. Parallèlement, l‟essor de la construction résidentielle est indéniable et une
multitude d‟habitations participe à l‟étalement urbain. Entre 1975 et 2000 seulement, l‟espace
construit de la région métropolitaine de Montréal a augmenté d‟environ 60 % (Friedman et
Côté, 2003). Ainsi, une véloce progression de la construction de maisons neuves a pris place
au Canada, malgré un ralentissement marqué en 2009 associé à la crise économique
(Canada, 2009). À travers le développement économique de l‟après-guerre, le besoin de se
loger a grandement évolué. La construction résidentielle a troqué l‟utilisation de matériaux
naturels choisis pour leur durabilité, pour l‟utilisation de plastiques, résines et autres matières
synthétiques (Dupuy, 2008). Le secteur a subi un déploiement effervescent, nourri par l‟idée
de la diversité. L‟abondance de l‟énergie fossile, ou l‟absence d‟un souci populaire
concernant cette source d‟énergie, a facilité ce développement ardent de nouveaux
matériaux améliorés et des techniques de construction. Ainsi, l'ébullition de nouvelles
constructions s‟est vue encouragée et dynamisée, jusqu‟à atteindre son apogée en 1972
(Canada, Exportation et Développement, 2007).
Parallèlement à ce déploiement de la révolution industrielle, apparaît vers le milieu du 19e
siècle une véritable préoccupation environnementale. En 1973, la crise pétrolière a engendré
une prise de conscience des limites inhérentes à l‟exploitation des ressources, et a
encouragé, entre autres, un calfeutrage massif des demeures afin d‟économiser l‟énergie.
L‟évolution technologique importante a permis d‟alléger les coûts des matériaux de
construction tout en réduisant la consommation de ressources naturelles. Nonobstant cela, le
secteur de la construction continue d‟affecter de plus en plus la qualité de l‟environnement et
demeure un consommateur important de ressource et un émetteur d‟émissions
2
atmosphériques non négligeable (Huberman and Pearlmutter, 2008). À l‟heure des accords
des grandes instances internationales concernant les questions environnementales et les
changements climatiques, l‟ubiquité des discussions et de la conscientisation populaire
concernant l‟augmentation de la consommation d‟énergie et de ressources naturelles, et de
l‟émission de déchets solides, liquides ou atmosphériques est palpable. À ce sujet, la
communauté scientifique reconnaît, de par le caractère global de la dégradation
environnementale, qu‟il faut agir, et ce, à tous les niveaux, dans tous les secteurs.
Dans une perspective d‟« expression culturelle d‟une civilisation », l‟architecture se
transforme fondamentalement selon l‟évolution des valeurs des sociétés, et selon les
changements que subit l‟environnement (Lund, 2004). Ainsi, de concert avec la montée des
valeurs écologiques, la demande de maisons construites en usant de stratégies
environnementales tend à augmenter (Friedman, et Côté, 2003). Combinant l‟économie du
logement, la santé et la sauvegarde de l‟environnement, le développement durable s‟applique
désormais au domaine de la construction et encourage l‟apparition d‟un nouveau concept,
celui de bâtiment durable. L‟environnement bâti sillonne ainsi peu à peu vers l‟offre d‟un
milieu écologiquement et socialement sain, en synergie avec les collectivités durables. Dans
la multitude de concepts et de théories nouvellement rattachée aux bâtiments durables, une
attention particulière est portée aux matériaux de construction. Ces derniers représentent une
catégorie particulière : les quantités mises en œuvre sont considérables, leur durée de vie est
particulièrement longue et leur fabrication, leur utilisation et leur élimination génèrent des
émissions ayant un impact important sur l‟environnement et sur la santé des occupants (Gay,
2001). Un choix éclairé de matériaux permet de minimiser les conséquences sur
l‟environnement et la consommation de ressources naturelles. Une variété de choix fait son
apparition aux consommateurs : matériaux recyclés, recyclables, rapidement renouvelables,
etc. Qui plus est, une certaine reconnaissance positive ressort de l‟opinion populaire
concernant les matériaux dits écoamicaux.
En ce sens, la réflexion attribuable à cet essai concerne la problématique suivante : quelles
sont les incidences sur l‟environnement et sur la santé des occupants inhérentes aux
matériaux de construction courants de la résidence québécoise et quels choix s‟offrent au
consommateur, dans une optique de construction durable et économiquement viable ?
3
L‟objectif général consiste en l‟analyse d‟une sélection de matériaux de construction
couramment utilisés au Québec dans le secteur résidentiel, selon une approche de
développement durable. Plus précisément, l‟essai vise à :
1) Décortiquer et analyser les matériaux traditionnels sélectionnés en fonction de
critères environnementaux et selon une approche de cycle de vie ;
2) Cerner les incidences sur la qualité de l‟air intérieur et la santé des occupants
attribuables à l‟utilisation desdits matériaux ;
3) Examiner, lorsqu‟il y a lieu, les alternatives naturelles ou dites écoamicales présentes
sur le marché québécois ;
4) Procéder à une analyse comparative des matériaux disponibles en fonction des
impacts environnementaux et sur la santé, des coûts et de la disponibilité.
L‟hypothèse générale est que, toutes choses étant égales par ailleurs, les matériaux de
construction résidentielle ont un impact négatif sur les composantes de l‟environnement et
contribuent à la dégradation de la qualité de l‟air intérieur des habitations. L‟hypothèse
secondaire s‟appuie sur la perception populaire stipulant que les produits au contenu naturel,
recyclé et/ou qualifiés écoresponsables, verts, écoamicaux ou écologiques, ont un impact sur
l‟environnement nul ou moins significatif que les produits traditionnels, et qu‟ils contribuent à
améliorer la qualité de l‟air intérieur. Ainsi, ils auraient un moins grand impact sur la santé des
occupants. Toutefois, il est présumé que ces produits sont économiquement plus
dispendieux et qu‟ils sont particulièrement difficiles à se procurer au Québec.
Le premier chapitre présente la méthodologie utilisée pour atteindre les objectifs fixés et
répondre à la problématique. Le deuxième chapitre met en contexte le bâtiment selon le
concept du développement durable. Ainsi, l‟importance de la prise en compte de
l‟environnement et de la santé des occupants dans un contexte de durabilité du milieu bâti
est décortiquée. Les principales certifications canadiennes concernant les bâtiments durables
pour les particuliers sont ensuite brièvement exposées. Les chapitres trois à sept sont
consacrés aux matériaux de construction sélectionnés selon les grandes étapes de
construction d‟une habitation. Y sont présentés brièvement l‟industrie dudit matériau et
l‟inventaire de ses impacts sur l‟environnement ainsi que la santé des occupants selon les
indicateurs présentés au chapitre un. Le chapitre huit présente la discussion concernant
l‟analyse comparative des matériaux sélectionnés en fonction de critères environnementaux
et sociaux. Le dernier chapitre, la conclusion, recueille les faits saillants de l‟étude.
4
1 MÉTHODOLOGIE
Dans cette section sont présentés la méthodologie utilisée pour répondre à la problématique
ainsi que les limites inhérentes à la réalisation de cet essai.
1.1 Étapes d’élaboration
Les étapes suivantes ont été suivies pour mener à terme la réalisation de l‟essai.
1.1.1 Portrait des matériaux
Une sélection de matériaux de construction et, dans certains cas, d‟alternatives écoamicales
est présentée selon les grandes étapes de construction d‟une habitation. Pour ce faire,
différents articles scientifiques, inventaires et analyses de cycle de vie ont été épluchés et
analysés. Outre les articles de périodiques scientifiques, tels que Energy and Builgings et
International Journal of Life Cycle Assessment, les inventaires et analyses de cycle de vie de
l‟Athena Sustainable Materials Institute, dont la portée des études est propre au territoire
canadien, ont été utilisés. Les sites Internet et publications des gouvernements canadiens et
québécois ont aussi été consultés.
1.1.2 Indicateurs environnementaux et sociaux
Ce portrait des matériaux s‟accompagne d‟une analyse comparative des différentes options
de construction. La comparaison se base sur les indicateurs suivants :
La déplétion des ressources énergétiques, en eau et en matières premières ;
La production de matières résiduelles et leurs options de gestion ;
Le potentiel de contribution au changement climatique ;
Le potentiel d‟acidification atmosphérique ;
Le potentiel d‟eutrophisation ;
Le potentiel de contribution à la création de smog photochimique ;
Le potentiel de création d‟ozone troposphérique ;
Le potentiel de dégradation de la qualité de l‟air intérieur.
Le choix des indicateurs repose sur ce qui a été documenté le plus régulièrement au sein des
différentes études consultées. Ainsi, certains impacts et facteurs peuvent exister bien qu‟ils
n‟aient pas été considérés dans cet essai. Une multitude d‟indicateurs environnementaux et
5
sociaux existent en développement durable. L‟annexe I présente une liste très complète
d‟indicateurs de développement durable utilisés par la Boussole Bernoise lors d‟analyse de
projets.
1.1.3 Analyse comparative
Une analyse synthèse a été faite en fin de chaque chapitre, lorsque pertinent, sous forme
d‟un tableau d‟analyse comparative des résultats d‟inventaire de cycle de vie en fonction des
indicateurs présentés au point 1.1.2. Un système de cotation dont la cote varie de un à cinq a
été développé afin d‟attribuer un ordre de grandeur d‟impact des matériaux pour chaque
indicateur.
Ainsi, sur une base comparative, la cote un a été attribuée aux matériaux présentant la plus
faible incidence sur l‟environnement et la santé et la cote cinq à ceux présentant l‟impact le
plus important. La somme des cotes pour chaque matériau a ensuite été pondérée selon le
nombre de paramètres considérés.
Au chapitre dédié à la discussion, l‟interprétation des résultats pondérés éclaire sur l‟indice
d‟impact environnemental et social des différents matériaux. Pour accélérer le repérage, une
couleur a été associée à chacune des classes de qualité élaborée pour l‟indice, permettant
une interprétation rapide basée sur la comparaison des matériaux entre eux. La couleur verte
indique le meilleur choix environnemental, tandis que le rouge est associé au pire choix de
matériau (Tableau 1.1).
Tableau 1.1 Échelle d‟interprétation de l‟indice d‟impact environnemental et social des matériaux de construction
CLASSE DE QUALITÉ INTERPRÉTATION DU NIVEAU D‟IMPACT
[1,0 – 1,9] Très faible
[2,0 – 2,4] Faible
[2,5 – 2,9] Moyen
[3,0 – 3,9] Élevé
[4,0 – 5,0] Très élevé
1.2 Limites
Certaines limites ont été considérées dans le cadre de cet essai. Puisque l‟ensemble des
matériaux de construction disponible sur le marché québécois ne pouvait être couvert, un
6
échantillon constitué des matériaux traditionnels les plus courants et utilisés en plus grandes
quantités a été sélectionné pour chaque grande étape de construction d‟une habitation.
Concernant les alternatives à ces matériaux, elles ont été sélectionnées selon leur popularité
et leur visibilité grandissantes sur le marché. De plus, dans certains cas, il a été irréaliste de
considérer l‟ensemble du cycle de vie de chacun des matériaux. En effet, certaines
informations ne sont pas disponibles, certains inventaires ou analyses de cycles de vie
n‟ayant pas été réalisées au moment de la rédaction de cet essai.
Par ailleurs, certaines différences dans les méthodes de production des matériaux, des
sources d‟énergie disponibles dans certaines régions ou les transports sur des distances plus
ou moins importantes peuvent influer sur les données présentées dans cet essai.
Dans le même ordre d‟idées, la collecte et l‟analyse des données peuvent varier d‟une étude
à l‟autre. Certaines études remontent à quelques années déjà, bien qu‟une attention
particulière ait été portée pour sélectionner les plus récentes.
Subséquemment, cet essai se présente comme un survol utilitaire permettant une vision
globale de la construction résidentielle dans une optique de développement durable, plutôt
qu‟une étude exhaustive et précise de tous les éléments entrant généralement dans l‟analyse
de cycle de vie de ces produits. Bien que l‟exercice soit encore incomplet, il permet de
dresser un portrait très intéressant de la face cachée des matériaux de construction.
7
2 CONTEXTE DU BÂTIMENT DURABLE « Nous n’héritons pas de la terre de nos parents,
nous l’empruntons à nos enfants. » – Antoine de Saint-Exupéry
À ce jour, aucune définition d‟un bâtiment durable ne fait l‟objet d‟une acceptation concertée
et uniforme à l‟échelle internationale. Une myriade de termes et de concepts existe en
compétition pour s‟approprier cette notion émergeante. Nés de la démarche de
développement durable, les bâtiments durables se basent toutefois sur des lignes directrices
similaires, visant la réduction des impacts du milieu bâti sur l‟environnement et la santé.
Puisque le concept de bâtiment durable découle de la notion de développement durable, il
importe de bien situer l‟origine de cette dernière sur l‟échiquier québécois.
Concept anthropocentrique, le développement durable voit ses bases publiquement jetées en
1987, suite au rapport Notre avenir à tous de la Commission mondiale sur l’environnement et
le développement (Commission Brundtland). Cette dernière est alors présidée par Madame
Gro Harlem Brundtland, première ministre de Norvège. Le développement durable puise
toutefois ses racines dans des travaux plus anciens, traité par exemple dans l‟ouvrage Le
printemps silencieux de Rachel Carlson en 1962, ainsi que dans le premier rapport du Club
de Rome intitulé The limits to Growth en 1972. La Commission Brundtland se veut tout de
même la première commission internationale à affirmer publiquement que plusieurs activités
actuelles de développement laissent un grand nombre de personnes pauvres et vulnérables,
tout en comportant un risque tangible de dégradation de l‟environnement, et que ce sont les
générations futures qui se verront pénalisées. Elle propose une approche novatrice de par
l‟intégration des dimensions sociales, environnementales et économiques de façon
horizontale plutôt que dans un objectif de hiérarchisation (Mitchell, 2002).
De nos jours, le développement durable est de plus en plus véhiculé par les diverses
instances gouvernementales, institutionnelles et commerciales. Malgré la polémique
entourant la terminologie du « développement durable » versus celle du « développement
soutenable », l‟idéologie véhiculée est celle d‟un développement qui « répond aux besoins du
présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs »
(Brundtland, 1987). Le développement durable ne se dissocie pas de deux concepts : les
besoins fondamentaux et les limitations que les techniques et organisations sociales
imposent sur la capacité des écosystèmes à répondre à ces besoins. L‟idée, derrière cette
idéologie et ces concepts, est l‟adéquation entre les aspirations environnementales,
8
sociétales, économiques et de gouvernance, le tout redéfini selon une vision à long terme
(UNCED, 1992).
En 2006, le gouvernement québécois sanctionne sa propre Loi sur le développement
durable. Les notions de développement durable s‟intègrent alors par le biais de 16 principes
fondamentaux, constituant un nouveau cadre de gestion des ministères et organismes
québécois. La loi propose une définition du développement durable propre aux réalités
québécoises :
« Le développement durable s‟appuie sur une vision à long terme qui prend en compte le caractère indissociable des dimensions environnementale, sociale et économique des activités de développement. » (Québec, 2006)
Cette nouvelle loi met l‟accent sur la révision des façons de faire généralement admises, en
intégrant une vision à long terme importante, tout en appréciant, une vision plus globale allant
au-delà « des frontières disciplinaires » (MDDEP, 2002). Des 16 principes proposés par la loi,
la qualité de vie, la prévention et la précaution sont au cœur des préoccupations, en passant
par la protection de l‟environnement. Ces principes proposent la prise d‟action en considérant
prioritairement la réduction ou l‟élimination des risques à la source, puis l‟application de
méthodes d‟atténuation et de correction une fois un phénomène survenu. En ce sens, le
gouvernement entend assurer la conciliation de la protection de l‟environnement avec la
qualité de vie et l‟efficacité économique, en modifiant par exemple certaines méthodes de
gestion des nombreux immeubles gouvernementaux.
2.1 Bâtiment et environnement
Quels liens existent entre les bâtiments et l‟environnement ? Plusieurs conséquences
environnementales découlent directement de la construction, de l‟exploitation, de la
rénovation et de la démolition des bâtiments résidentiels. Non seulement la contamination ou
la pollution découlant du secteur du bâtiment est générée par la production des matériaux de
construction et leur transport, il en va de même pour le chauffage, l‟éclairage, l‟entretien et la
climatisation de ces résidences.
Aux États-Unis, 40 % de la production d‟énergie totale est engloutie par les bâtiments
commerciaux et résidentiels. Ce secteur gruge quelque 12 % de l‟approvisionnement en eau
potable et 40 % des matières premières, tout en générant 25 % des déchets mis en
décharge. Au Canada, le scénario est tel que les bâtiments sont responsables de 20 % de la
9
consommation énergétique primaire, de 12 % de la consommation en eau potable, de 40 %
des matériaux bruts utilisés et d‟un peu plus de 3,8 millions de tonnes de déchets de
construction et de démolition, ce qui représente 35 % des déchets mis en décharge (CCE,
2008). La Commission de coopération environnementale (CCE) propose différents scénarios
résidentiels d‟avenir, offrant une vision projetée des impacts climatiques de ce secteur
(Figure 2.1).
Figure 2.1 Émissions de GES du secteur résidentiel, par scénario – Canada. Tirée de CCE, 2008, p. 44.
Légende : AIA : Défi 2030 ou amélioration continue du rendement énergétique MSQ : maintien du statu quo EA : écologisation accélérée.
Les émissions de gaz à effet de serre (GES), selon ces scénarios, devraient augmenter
considérablement par rapport à la donnée de référence de 1990, si rien ne change au niveau
des façons de faire actuelles dans le domaine du bâtiment. Le scénario représenté par la
ligne orange est celui concernant le maintien du statu quo (MSQ). Ces taux sont extrapolés
selon les taux de croissance actuels du parc immobilier et du fait qu‟aucun changement ne se
verra observé au niveau des initiatives de modernisation, de rénovation ou des codes
applicables aux constructions nouvelles.
10
Les scénarios alternatifs proposés par la CCE, représentés par les lignes jaune et bleu,
incluent des améliorations importantes soit au niveau du rendement énergétique (AIA), soit
au niveau des nouvelles technologies concernant les matériaux et méthodes de construction
des nouveaux bâtiments (EA). En augmentant le rendement énergétique par l‟amélioration
des méthodes et des matériaux de construction, il est possible de diminuer considérablement
l‟émission de GES tout en améliorant le rendement énergétique.
La recherche et le développement de nouveaux matériaux de construction ou de
biomatériaux se font dans l‟optique de rencontrer différents bénéfices environnementaux, tels
qu‟ils sont présentés dans le tableau suivant :
Tableau 2.1 Bénéfices environnementaux recherchés par l‟utilisation de biomatériaux
Bénéfices environnementaux
Réduction de la consommation de ressources naturelles
Diminution des impacts environnementaux
Réduction de la consommation d‟énergie
Possibilité de récupérer, réutiliser ou recycler les produits en fin de vie
Tiré de Ardente et al., 2008
Dans le domaine des matériaux de construction, un fort mouvement concernant les achats de
produits écoamicaux ou écoresponsables se fait sentir depuis quelques années. Lorsque
désigné écoamical ou écoresponsable, il est assumé qu‟un produit est composé de matière
naturelle, biologique ou recyclée. Toutefois, pour affirmer qu‟un produit composé de matières
biologiques ou recyclées laisse une empreinte écologique moins importante qu‟un produit dit
traditionnel, il est nécessaire d‟appliquer une méthode d‟analyse qui prendra en considération
les impacts environnementaux inhérents à chacune des étapes de la vie du produit. Une telle
étude se nomme l‟analyse de cycle de vie (ACV) (Curran, 2003).
2.1.1 Analyse de cycle de vie
Considérer les matériaux de construction et leur énergie intrinsèque au moment de la
conception de la résidence contribue à faire des choix éclairés pour diminuer l‟énergie
d‟opération sur toute la durée de vie du bâtiment. Plusieurs des divers impacts
environnementaux d‟un bâtiment sont liés aux matériaux qui le composent. Afin de définir les
matériaux écoresponsables selon une pensée holistique et ainsi connaître les impacts d‟un
matériau sur l‟ensemble de son cycle de vie, l‟ACV est l‟approche internationalement
11
reconnue et utilisée. L‟utilisation de l‟ACV permet, entre autres, d‟éviter que les améliorations
locales apportées à la conception d‟un matériau ne résultent qu‟en un déplacement des
problèmes environnementaux ou sociaux.
L‟ACV, ou écobilan, est l„un des outils les plus complets permettant de mesurer l‟impact des
produits durant leur cycle de vie, c‟est-à-dire du berceau au tombeau (Figure 2.2). D‟un point
de vue général, l‟ACV s‟intègre en tant qu‟outil dans un système de gestion du cycle de vie
(GCV). Ce dernier couvre les possibilités et les risques liés à un produit sur toute la chaîne,
allant de l‟extraction des matières premières à l‟élimination du produit en fin de vie utile. La
GCV permet de reconnaître comment certaines décisions déterminent des conséquences à
chacune de ces étapes, permettant de trouver des compromis valables et de faire des choix
salutaires pour l‟économie, l‟environnement et la société (PNUE, 2004).
Figure 2.2 Schématisation du cycle de vie d‟un matériau de construction. Tirée de Eco-Bat, 2009.
Différents outils d‟ampleur variable sont disponibles pour la GCV. Le diagnostic du cycle de
vie, aussi appelé ACV simplifiée, permet de dresser un portrait qualitatif plutôt que quantitatif
12
du produit. Ses résultats subjectifs permettent de cerner les éléments devant être soumis à
une analyse plus approfondie ou les catégories d‟impacts à prioriser dans une optique de
réduction.
L‟ACV est quant à lui un outil quantitatif, permettant de chiffrer les impacts
environnementaux. Il se divise selon les coûts environnementaux du produit tout au long de
son cycle de vie. Il peut aussi se scinder selon son analyse sociale, qui englobe les
approches sociologique, psychologique et anthropologique. Toutefois, ces dernières
catégories d‟outils sont peu connues et peu développées. L‟ACV se concentre généralement
sur les impacts environnementaux, qui peuvent être divisés selon différents points de mire
(toxicité humaine, déplétion de la couche d‟ozone, écotoxicité, eutrophisation, etc.), puis
reclassés selon certaines catégories de dommages, telles que la santé de la population, les
écosystèmes, les changements climatiques et les ressources naturelles.
2.2 Bâtiment et santé des occupants
Le principal objectif visé en construction d‟un bâtiment est, ou devrait être, d‟assurer un
environnement confortable à l‟occupant, tant au niveau optique, acoustique, thermique qu‟au
niveau de la qualité de l‟air intérieur. Une catégorie de dommage particulièrement considérée
en bâtiment durable est la santé des résidents. L‟Organisation Mondiale de la Santé (OMS)
définit la santé comme un « état de bien-être physique, mental et social total et non
simplement comme une absence de malade ou d‟infirmité » (OMS, 2003). Le syndrome du
bâtiment malsain (SBM) provient de la réaction de la majorité des occupants d‟une résidence
à leur environnement intérieur. Cette réaction ne doit pas être reliée directement à un facteur
précis tel qu‟une contamination excessive ou une défectuosité connue. Les symptômes du
SBM sont présentés dans le tableau suivant :
Tableau 2.2 Symptômes associés au syndrome du bâtiment malsain (SBM).
Symptômes les plus fréquents Autres symptômes observés
Yeux secs, irrités qui picotent Yeux larmoyants
Nez bouché, respiration par le nez difficile Nez qui coule, usage fréquent du mouchoir
Gorge sèche ou irritée Poitrine oppressée, difficulté à respirer
Mal à la tête Symptôme de grippe
Peau sèche Peau irritée, éruptions
Apathie, fatigue
Tiré de Roulet, 2004
13
Un individu passera en moyenne plus de 90 % de sa vie à l‟intérieur d‟un édifice ou d‟une
résidence, et multiples sont les sources de contaminants pouvant affecter la santé humaine.
Non seulement les habitations modernes sont isolées et hermétiques, elles sont fabriquées
en majeure partie de produits de synthèse et les occupants se voient constamment exposés
aux émanations des matériaux utilisés, aux isolants, peintures ou colles, aux systèmes de
ventilation, de chauffage et de climatisation ainsi qu‟aux systèmes d‟eau potable et usée. De
plus, les activités des occupants, qu‟elles soient de l‟ordre du tabagisme, du bricolage ou des
travaux de rénovation, peuvent avoir des répercussions sur la santé (SCHL, 2009).
Deux volets sont à considérer en santé environnementale associée à l‟habitation : l‟air
intérieur affecté par les matériaux de construction utilisés, et l‟air intérieur affecté par l‟air
extérieur qui pénètre l‟habitation. D‟une grande complexité, les problèmes de santé reliés à la
qualité de l‟air intérieur résultent d‟une multitude de facteurs, de concentrations variées,
d‟influence extérieure. Les cocktails environnementaux ainsi créés, bien que souvent à faible
densité, peuvent varier selon les conditions climatiques et les saisons, sans compter que
leurs effets de synergie sont encore mal connus. Chaque individu réagit différemment, et
certains groupes de personnes sont plus vulnérables, comme les enfants, les asthmatiques
et les personnes âgées. Avec la lenteur avec laquelle certains phénomènes se font ressentir,
il est difficile d‟établir des liens précis entre les agents contaminants et les effets sur la santé.
Cela constitue alors des risques pour la santé.
Essentiellement, les contaminants rencontrés à l‟intérieur sont d‟ordre biologique (acariens,
moisissures), chimique (formaldéhyde, composés organiques volatils, monoxyde de carbone,
particules) ou physique (bruit, rayonnement ionisant ou non, vibrations, humidité) (Lajoie,
2009). Toutefois, ceux faisant l‟objet de cet essai sont associés aux matériaux de
construction et sont principalement d‟ordre chimique. Leurs effets généraux sur la santé
proviennent de la respiration, qui constitue la principale voie d‟exposition. En effet, la
respiration permet à l‟humain d‟inspirer des volumes d‟air importants, de l‟ordre de 10 000 à
20 000 litres par 24 heures. L‟épaisseur de la membrane alvéolaire constituant le poumon est
de 0,3 micron et les particules respirables par l‟homme sont de l‟ordre de dix microns () et
moins. Les symptômes généralement observés sont l‟irritation et les infections au niveau du
système respiratoire, les maladies obstructives ou chroniques diverses et les cancers (Lajoie,
2009).
14
2.3 Bâtiment durable : multitude de concepts
Tel que vu, le développement durable a ouvert la porte au déploiement de la notion de
bâtiment durable : « Une construction compatible avec le développement durable […] répond
au mieux à un besoin clairement identifié, qui s‟avère économique pour sa construction et
son exploitation, enfin qui conduit au plus faible impacts environnemental possible » (Gay,
2001). Ainsi, la construction a une relation directe avec le développement durable (Tableau
2.3).
Tableau 2.3 Relation directe entre la construction et les trois sphères du développement durable
Solidarité sociale Efficacité économique Responsabilité
environnementale
Influe sur la qualité intérieure, en particulier sur la qualité de l‟air
Représente une part importante du PNB des pays industrialisés (10 à 12 %) et des pays en développement (20 à 30 %)
Consomme une part importante d‟énergie, d‟eau et de matériaux
Contribue au bien-être et santé des occupants
Joue un rôle majeur en terme d‟emploi
Génère des déchets et des CO2
Constitue un pilier du développement économique et social
Induit des déplacements et des transports
Modifié de Gay, 2001, p. 1
Or, plusieurs approches se rattachent à l‟habitation écologique, et aucune d‟entre elles ne
définit ni n‟évalue globalement les conséquences totales d‟un bâtiment sur l‟environnement.
Toutefois, trois principes directeurs différencient les habitations écologiques des habitations
traditionnelles et peuvent être associées aux sphères du développement durable : la prise en
compte de la consommation d‟énergie et de matériaux de la résidence en visant l‟efficience
économique ; la recherche d‟un milieu de vie sain pour assurer la santé et la sécurité des
communautés et la conservation et l‟utilisation plus rationnelle des ressources naturelles afin
de maintenir l‟intégrité de l‟environnement (Écohabitation, 2009). Par ailleurs, les bâtiments
durables possèdent des caractéristiques distinctives, présentées au tableau 2.4. Tous les
bâtiments écologiques n‟intègrent pas automatiquement l‟ensemble de ces caractéristiques,
mais un bon nombre d‟entre elles sont incorporées dans la démarche durable. Ces
différences entre un bâtiment durable et un autre, outre le manque d‟uniformité retrouvé au
niveau de leur définition, se basent sur des particularités financières, géographiques et de
fonctionnement (Lucuick, 2005).
15
Tableau 2.4 Caractéristiques distinctives des bâtiments durables
Emplacement Éviter les paysages fragiles
Ne doit pas contribuer à l‟étalement urbain
Près des transports en commun
Site Favorisant la réduction des eaux de ruissellement (bassins de retenue, revêtements poreux)
Aménagement paysager sans irrigation, pour milieux arides
Faible impact sur l‟écologie locale
Plus d'espaces verts
Extérieur du bâtiment
Auvents aux fenêtres ou tablettes éclairantes
Utilisation d'énergies de remplacement (solaire, éolienne)
Toitures vertes
Éclairage extérieur efficace, ciblé (réduisant la pollution lumineuse)
Intérieur du bâtiment
Revêtement minimal (matériaux de structure apparents)
Aménagements flexibles (cloisons mobiles, planchers surélevés)
Chauffage et éclairage commandés par les occupants
Lumière naturelle abondante; accès à des vues sur l‟extérieur
Bonne qualité de l‟air
Appareils sanitaires à faible consommation d‟eau
Encouragement effectif de pratiques écologiques
Attributs non apparents
Enveloppe de bâtiment à très haute efficacité
Matériaux et matériels respectant les objectifs fixés pour le projet (répercussions environnementales intrinsèques réduites, faibles émissions de COV)
Systèmes mécaniques à grande efficacité s‟intégrant aux installations électriques, à la structure et à l‟architecture
Systèmes d'éclairage efficaces
Utilisation d‟équipements exempts de matériaux ou de composants susceptibles de nuire à l‟environnement
Emploi de matériaux et de produits d‟entretien respectant également les objectifs écologiques
Mesure et optimisation continues de la performance des systèmes
Systèmes mécaniques à grande efficacité
Tiré de Lucuik, 2005, p. 7
La durabilité et la neutralité sont des concepts recherchés en bâtiment durable. Cette vision
globale de développement durable des habitats construits se base sur une échelle
intrinsèque plus fine, soit la recherche de matériaux durables et neutres (Habert et Roussel,
2008), qui se retrouvent au cœur d‟un système à plusieurs échelles spatiales.
16
Ainsi, les matériaux de construction ne représentent qu‟une partie de l‟ensemble des
considérations concernées par l‟élaboration et la conception d‟un bâtiment durable. En effet,
plusieurs autres aspects se doivent d‟être évalués dans une optique de construction neutre,
d‟un point de vue environnemental autant que d‟un de santé des occupants. Il s‟agit ici d‟un
regard général et non exhaustif sur quelques particularités des bâtiments durables.
2.3.1 Gestion de l’énergie et changements climatiques
Un des enjeux majeurs concernant les bâtiments durables concerne la gestion de l‟énergie
durant sa vie utile. Au Québec, selon le plan d‟action gouvernemental contre les
changements climatiques (PACC), 13,1 % des GES émis annuellement sont attribuables à la
consommation d‟énergie pour le chauffage et la climatisation des résidences, des
commerces et des institutions. Il s‟agit souvent de la première cible concernant les
programmes et les projets de bâtiments durables. Toujours selon le PACC, qui couvre
l‟horizon 2006-2012, le bâtiment est un des deux secteurs responsables de la croissance
annuelle des émissions de GES de par la consommation énergétique. 20 % de l‟énergie
totale est consommée par le secteur du bâtiment au Canada (CCE, 2008), entraînant des
coûts de production et de distribution non négligeables. Augmenter l‟efficacité énergétique
des habitations permet des bénéfices économiques considérables pour le particulier, en
diminuant les coûts liés au chauffage, à la climatisation et à l‟éclairage. Cela contribue de
plus au confort des occupants et permet des bénéfices sur l‟environnement et la santé
publique.
D‟une part, l‟énergie consommée durant la vie utile d‟un bâtiment est intimement liée aux
matériaux de construction choisis lors de la conception. Plus particulièrement, l‟amélioration
de l‟éconergie (Friedman, et Côté, 2003) peut se faire à travers la conception d‟une
enveloppe de bâtiment à performance énergétique élevée. Ainsi que le choix judicieux de
matériaux isolants influera sur la consommation d‟énergie totale tout au long de l‟utilisation du
bâtiment. D‟autre part, le choix de systèmes mécaniques de chauffage et de ventilation
efficaces ainsi que de systèmes d‟éclairage écoénergétiques contribuera à augmenter
l‟efficacité énergétique de l‟habitation.
L‟efficacité énergétique entraîne la réduction ou l‟évitement d‟émissions de polluants
atmosphériques et de composés toxiques aériens associés à la production d‟énergie. Elle
permet de plus une réduction des émissions de GES, permettant ainsi de contribuer à la lutte
17
internationale contre les changements climatiques (Nishioka, et al., 2006). En ce sens,
plusieurs mesures d‟atténuation des changements climatiques sont présentes dans les
stratégies gouvernementales. En plus de l‟efficacité énergétique, il est à noter l‟adoption de
sources d‟énergie plus performante et à impact moindre sur le climat et la conservation des
bâtiments (Rousseau, 2008). Or, il s‟agit d‟un couteau à deux tranchants : les bâtiments ont
un impact sur les changements climatiques, effectivement, mais les changements climatiques
ont aussi leurs effets sur l‟environnement bâti. Certaines mesures d‟adaptations sont donc à
prévoir.
Plusieurs phénomènes climatiques d‟importances ont été observés ou sont prévus pour les
prochaines années. Ces phénomènes auront une incidence non négligeable sur les
méthodes de construction. Notons, entre autres, les effets sur les bâtiments qu‟entraîneront
certaines dynamiques climatiques changeantes, telles que les variations des niveaux de
température. Un bref portrait des effets d‟un tel phénomène dans le sud du Québec est
présenté au tableau 9.1.
Tableau 2.5 Effets climatiques découlant de l‟augmentation de la température dans le sud du Québec et impacts encourus sur les paysages bâtis
Effets climatiques Effets sur les bâtiments
Réduction des degrés-jours de chauffage et augmentation des degrés-jours de climatisation
Conception de l‟enveloppe et des systèmes mécaniques
Surchauffe et confort des occupants
Plus de pluies hivernales et de neige mouillée
Durabilité des ouvrages de maçonnerie, résistance structurale et drainage des toitures à faible pente
Accélération des phénomènes de détérioration
Potentiel de croissance des moisissures et des champignons, corrosion des métaux, vieillissement accéléré des matériaux
Moins de différentiels de température à travers l‟enveloppe en hiver
Moins d‟accumulation de condensation interstitielle
Moins de potentiel de séchage lié à l‟air froid chauffé
Tiré de Rousseau, 2008
Dans le même ordre d‟idées, une augmentation de la fréquence des évènements climatiques
extrêmes fait partie des scénarios à venir concernant les changements climatiques. Cette
situation pourrait entraîner plusieurs effets sur les bâtiments, présentés au tableau 9.2.
Afin de se préparer à faire face à ces changements dans la dynamique climatique du pays,
les principales mesures d‟adaptation prévues en architecture par le gouvernement canadien
18
sont les ajustements des pratiques pour modérer les conséquences, l‟augmentation des
connaissances concernant les risques et la vulnérabilité des secteurs et assurer la promotion
de la durabilité et de l‟entretien des bâtiments (Rousseau, 2008).
Tableau 2.6 Effets climatiques découlant de l‟augmentation de la fréquence d‟évènements climatiques extrêmes dans le sud du Québec et impacts encourus sur les paysages bâtis
Effets climatiques Effets sur les bâtiments
Pluie battante Infiltration d‟eau et détérioration prématurée Conception des sous-sols, des façades et des toits
Grands vents Soulèvement des parapets, des membranes de couvertures, infiltration d‟air
Chutes de neige Surcharges architecturales sur les toitures
Canicules Conception de l„enveloppe et des systèmes mécaniques
Confort thermique des usagers
Tiré de Rousseau, 2008
2.3.2 Gestion efficace de l’eau
L‟eau est un élément important en bâtiment durable. En effet, la consommation d‟eau, le rejet
d‟eaux usées, les débordements fréquents des infrastructures sanitaires et pluviales
municipales et la hausse du ruissellement des eaux pluviales en milieux urbains par
l‟augmentation des surfaces perméables font partie intégrante des différents impacts
environnementaux directs inhérents à la construction et à l‟exploitation des bâtiments. Au
Canada, les bâtiments sont responsables de 12 % de la consommation d‟eau à des fins non
industrielles (CEC, 2008).
Selon Environnement Canada, le niveau global de la consommation en eau potable au
Québec se situe à près de 400 litres par personne par jour (l/p/j) tandis que la moyenne
canadienne est de 350 l/p/j. De ces 400 litres, 30 % vont à la toilette, 30 % aux bains et
douches, 20 % à la lessive et au nettoyage et 10 % à l‟alimentation. Les Québécois sont les
champions mondiaux de la consommation d‟eau. Le citoyen moyen européen consomme en
moyenne 150 l/p/j (Environnement Canada, 2008).
Une consommation moindre ou plus efficace de l‟eau dans un contexte de bâtiment durable
permet des bénéfices environnementaux, économiques et sociaux de différentes natures. Au
19
niveau économique, notons entre autres que la pérennité des infrastructures municipales
pour le traitement et la distribution de l‟eau potable repose en partie sur une utilisation plus
économe de l‟eau (MDDEP, 2002a). Une diminution de la consommation d‟eau permet de
diminuer la pression qu‟ont les rejets des particuliers sur les systèmes sanitaires municipaux
et permet d‟encourager l‟évitement des débordements des systèmes conjoints lors des
périodes de fortes pluies.
D‟un point de vue environnemental, la conservation de la ressource en eau permet
d‟encourager le respect de la capacité de support ainsi que la protection des écosystèmes
aquatiques (MDDEP, 2002a). Pour encourager une utilisation plus rationnelle dans les
résidences québécoises, certains équipements peuvent être installés, permettant ainsi
d‟engendrer des économies substantielles d‟eau potable et ainsi contribuer à préserver la
ressource. Par exemple, un récupérateur d‟eau de pluie et l‟installation d‟appareils permettant
de diminuer la consommation d‟eau, tels que des toilettes et de la robinetterie à faible débit,
peuvent entraîner des économies de l‟ordre de 70 % de l‟utilisation habituelle d‟eau potable
(CEC, 2008).
Du point de vue de la santé des occupants, un questionnement se pose au niveau de la
qualité de l‟eau potable distribuée aux citoyens. Bien qu‟au Québec les contaminants
détectés dans l‟eau potable ne dépassent que rarement les normes établies (RQFE, 2009), il
en demeure toujours une certaine quantité dans l‟eau du robinet. Il est toutefois possible
d‟améliorer la qualité de l‟eau potable à la maison et ainsi diminuer l‟exposition de l‟occupant
aux perturbateurs endocriniens. L‟enjeu principal entourant cette problématique est le
manque de connaissances entourant la synergie que peut créer le cocktail de substances
présent dans l‟eau potable, bien qu‟individuellement, ces substances soient jugées
acceptables (RQFE, 2009). Ainsi, diverses techniques sont utilisées dans le domaine des
bâtiments durables pour améliorer la qualité de l‟eau, comme l‟installation d‟un filtre au
charbon ou fonctionnant à l‟ozone pour traiter l‟eau potable à la maison.
2.3.3 Choix du site et radon
Lors de la planification de la construction d‟un bâtiment durable, une attention particulière
doit être portée au choix de l‟emplacement. Plusieurs enjeux de différentes natures sont liés
au site même où sera construite la maison. Quelques-uns de ces enjeux et considérations
sont présentés ici.
20
D‟abord, certains sites sont dits écosensibles. Cela signifie que ces sites « abritent des
écosystèmes rares ou fragiles, des zones de biodiversité significative et reconnue, ou des
habitats d‟espèces rares ou en péril » (CBDC, 2009). Dans le même ordre d‟idées, il est
pertinent de considérer la présence de milieux humides dans le choix de l‟emplacement de la
résidence, dans l‟optique de préserver ces milieux naturels à valeur environnementale
significative. Les milieux humides jouent un rôle primordial dans l‟atténuation de l‟impact
érosif des eaux pluviales et de ruissellement et dans la rétention de ces eaux et des
nutriments dans les sols (CBDC, 2009).
Ensuite, il est préférable de sélectionner des terrains au sein de collectivités existantes. En
effet, vivre près d‟une collectivité permet un accès facile et rapide à des installations de
distribution des services déjà en place, telles que les services d‟aqueduc, d‟égouts sanitaires
ou de distribution d‟électricité. En ce sens, les impacts sur le territoire sont limités par
l‟exploitation de ce qui est déjà en place plutôt que l‟ajout de nouveaux systèmes.
Par ailleurs, un autre objectif de la proximité d‟une collectivité est la réduction de la
dépendance envers les transports personnels (automobiles) sur de longues distances. En
effet, l‟utilisation massive de l‟automobile est encouragée par le système routier qui ne cesse
de se développer et par les développements résidentiels n‟offrant pas de mixité de fonctions
(Friedman et Côté, 2003). Ainsi, s‟établir près d‟une collectivité existante permet de limiter
l‟étalement urbain et l‟utilisation massive de l‟automobile, d‟où une diminution de sa
consommation d‟essence et des impacts environnementaux inhérents. Cela permet de plus
une possibilité plus aisée de profiter du transport en commun, encourage la marche ou
l‟utilisation de la bicyclette (CBDC, 2009).
Lors du choix de l‟emplacement de la résidence, un aspect particulier est directement lié à la
santé des occupants. Cet aspect concerne le taux de radon pouvant éventuellement être
présent dans l‟air intérieur de la résidence. Le radon est un gaz radioactif d‟origine naturelle.
Il est généré dans la croûte terrestre, lors de la désintégration nucléaire naturelle de
l‟uranium. Lorsqu‟il se forme, le radon entre en solution avec l‟eau souterraine ou se dégage
sous forme gazeuse. Il peut ainsi se rendre en surface selon les fissures et la porosité du
sous-sol. Reconnu cancérigène, le radon est imperceptible aux différents sens de l‟homme. Il
s‟agit d‟un gaz incolore, inodore et insipide (INSP, 2004).
La présence de radon dans les résidences des particuliers dépend de différents facteurs. Le
Québec présente un taux moyen d‟émissions de radon de 35 Bq/m3. Toutefois, les
21
concentrations varient fortement selon la géographie et la géologie du site de construction.
Ainsi, dans certaines zones telles Oka, Saint-André-d‟Argenteuil ou le mont Saint-Hilaire, le
radon est présent en plus forte concentration en raison de conditions géologiques
particulières. Le danger avec ce gaz est qu‟il a tendance à s‟accumuler dans les zones
basses, puisqu‟il est plus lourd que l‟air. Ainsi, de plus fortes concentrations se retrouvent
dans les sous-sols des maisons, plus particulièrement en hiver, puisque les fenêtres ne
s‟ouvrent pas. Le radon ne peut alors se diffuser dans l‟atmosphère (INSP, 2004).
Figure 2.3 Voies typiques de pénétration du radon dans une habitation. Tirée de Anonyme, 2009
L‟infiltration de radon dans les résidences se fait surtout au niveau des fissures et voies
d‟entrées dans le soubassement, illustré par la figure 2.3. Puisque la pression atmosphérique
à l‟intérieur de la maison est inférieure à celle de l‟extérieur durant une bonne partie de
l‟année, l‟intérieur de la maison aspire l‟air extérieur, dont les gaz souterrains qui la
constituent. Un potentiel d‟infiltration est d‟autant plus élevé lorsque les murs du sous-sol
sont faits de blocs de béton plutôt que de béton coulé (SCHL, 2007a).
22
Les principaux risques à la santé associés à l‟exposition de radon sont au niveau des
poumons et des voies respiratoires et se traduisent par l‟augmentation du risque du cancer
du poumon. Quelque 430 décès annuels sont attribuables au radon au Québec (INPS, 2004).
Le radon pénètre dans le corps lors de l‟inspiration. Puisqu‟il est inerte, il ne se fixe pas au
poumon. Lorsque le radon se désintègre, des sous-produits de filiation sont engendrés. Ces
derniers sont des métaux, tels que le plomb ou le polonium, en suspension dans l‟air sous
forme de particules fines. Ces sous-produits sont radioactifs, tout comme le radon. Ils
pénètrent dans les poumons et émettent des rayonnements alpha qui ont la capacité d‟altérer
les cellules bronchiques et ainsi engendrer des mécanismes génotoxiques pouvant causer le
cancer du poumon ou des néoplasies pulmonaires chez l‟homme (INSP, 2004). Des
concentrations de 150 Bq/m3 à 225 Bq/m3 sont parfois retrouvées dans les sous-sols de
certaines résidences. Environ 1,3 % du parc immobilier du Québec auraient des teneurs en
radon supérieures à 200 Bq/m3 au rez-de-chaussée. Ces concentrations sont suffisantes
pour avoir une incidence sur les risques de développement du cancer du poumon. 10 % des
cancers survenus en 2006 au Canada étaient attribuables au radon (SCHL, 2007a).
Bien qu‟il soit difficile de prévoir si une maison présentera des teneurs élevées de radon
durant sa vie utile, quelques mesures de prévention s‟offrent au particulier lors de la
construction : réduire au minimum les voies potentielles d‟infiltration du radon ; réduire les
forces aspirant l‟air extérieur à l‟intérieur de la maison et prévoir l‟installation de système de
dépressurisation active du sol (SCHL, 2007a). Le coût de ces mesures lors de la construction
est de l‟ordre de quelques centaines de dollars, mais peut atteindre des sommes beaucoup
plus importantes, de l‟ordre de plusieurs milliers de dollars, lorsque la maison est déjà
construite (INSP, 2004).
2.4 Bâtiments durables et mouvements architecturaux
Différents mouvements architecturaux sont nés de ce concept. En voici quelques-uns.
2.4.1 Bâtiment passif
Le bâtiment passif, présent surtout dans les pays d‟Europe aux hivers cléments, se veut une
construction garantissant un climat intérieur confortable pour les habitants, aussi bien l‟été
que l‟hiver, sans l‟utilisation d‟un système de chauffage traditionnel. Il mise plutôt, outre les
apports énergétiques alternatifs tels que le solaire passif et la superisolation, sur la chaleur
23
issue du rayonnement solaire pénétrant par les fenêtres et par celle émise par les appareils
et les habitants. Ce standard de construction s‟atteint par le biais de différents modes et
types de construction. Le bâtiment passif permet de diminuer de façon considérable la
consommation d‟énergie pour le chauffage : on parle d‟une baisse de 80 % des besoins en
chauffage par rapport aux constructions neuves traditionnelles. Au niveau du bilan total des
besoins énergétiques (chauffage, appareils électriques, éclairage), on parle d‟un besoin
représentant seulement un quart des indices spécifiques de consommation énergétique. Un
programme européen est actuellement en place, le programme CEPHEUS (Cost Efficient
Passive Houses as EUropean Standards) et contribue à développer le concept de bâtiment
passif (CEPHEUS, 2008). Lors de la conception de ce type de bâtiment, une attention
particulière est portée sur le choix des matériaux de construction afin de diminuer les pertes
d‟énergie et les ponts thermiques.
2.4.2 Architecture bioclimatique
L‟architecture bioclimatique prend en considération le climat et l‟environnement de la zone
géographique où l‟habitation est bâtie, plutôt que d‟ignorer ces paramètres et les
conséquences éventuelles qu‟ils entraînent sur l‟exploitation de la maison. La demeure cadre
alors dans un système complet. Les ressources du soleil et du vent ainsi que leurs
interactions tout au long de l‟année sont prises en considération. Les principes de la maison
bioclimatique sont l‟orientation, l‟aspect de l‟habitation, l‟isolation, les matériaux de
construction inertes, le vitrage et la ventilation. La forme et l‟enveloppe du bâtiment sont
choisies en fonction de permettre la pénétration de la chaleur puis l‟emmagasinage de cette
dernière dans la masse thermique du bâtiment. Ce concept se base sur une conception
structurelle réfléchie, prenant aussi en considération la topographie et les édifices
environnants, afin de mettre en place un bâtiment pratiquement autosuffisant et ainsi éviter
d‟appuyer la construction sur l‟ajout de matériaux et de systèmes actifs tels que des
systèmes de chauffage ou des capteurs solaires. Bien que ces derniers s‟avèrent tout de
même nécessaires en climat nordique, l‟idée derrière l‟architecture bioclimatique est de
fonder la conception sur ce que le terrain et l‟environnement peuvent fournir à la bâtisse,
plutôt que d‟ajouter par la suite des systèmes compensateurs, souvent retrouvés lors d‟une
conception traditionnelle (Dupuy, 2008).
24
2.4.3 Bau-biologie
La bau-biologie se traduit par la biologie de l‟habitat, c‟est-à-dire qu‟elle étudie l‟impact de
l‟environnement construit sur la santé, sur la vie. Son modèle est tel que les hommes et leurs
habitations font partie de la nature et l‟habitat construit est considéré comme un organisme
vivant. Cette science s‟appuie sur 25 principes, dont certains lui sont propres. Par exemple,
la maison doit respirer, permettre la diffusion des molécules d‟air et d‟eau à travers les murs,
processus aidant la désintoxication de l‟air intérieur. La résidence constitue ainsi la troisième
peau de l‟Homme. Les critères concernant la qualité de l‟air intérieur couvrent, entre autres,
l‟entrée d‟air frais extérieur, la présence de composés organiques volatiles, de poussières,
d‟aéroallergènes et de bioaérosols tels que le pollen, les bactéries et les virus, et la
dynamique des courants d‟air intérieur (courant d‟air, variation de température et taux
d‟humidité relative). Par ailleurs, l‟impact sur les occupants de la perturbation des champs
telluriques et cosmiques, l‟ionisation et les champs électromagnétiques sont des
considérations importantes en bau-biologie, lesquels le choix des matériaux de construction
influence fortement l‟action. Globalement, il s‟agit d‟une étude élargie des interrelations
physiologiques, psychologiques et physico-techniques d‟une habitation, parallèlement à
l‟étude de l‟interaction entre l‟aménagement bâti, l‟habitant et son environnement. Fondée en
Allemagne dans les années 1970, elle est maintenant enseignée dans certains pays
scandinaves, en Allemagne, en Angleterre et aux États-Unis (IBE, 2009).
2.4.4 Certification écologique
Devant ce déploiement de conscientisation et de nouvelles méthodes architecturales,
certaines organisations ou institutions ont élaboré des certifications environnementales
concernant le bâtiment afin d‟encourager et d‟accélérer le bâtiment durable. Quoique la
plupart concernent les entreprises ou les institutions, certaines certifications sont adaptées
aux résidences du particulier, attestant que ces dernières sont « écologiques », et ce, à
différents degrés. Chacune de ces certifications propose des critères différents qui doivent
être respectés pour obtenir l‟accréditation. Ainsi, plusieurs degrés « d‟écologisation» sont
possibles, selon les réalités et le budget du consommateur.
Ces certifications sont laborieusement développées et contre-vérifiées afin d‟assurer leur
justesse. Elles trouvent ainsi leur pertinence dans la protection du consommateur face à
certains cas de mascarade écologique. De l‟autre côté, bien que les lignes directrices de ces
25
systèmes visent à réduire les impacts environnementaux et sociaux des paysages construits,
aucune approche ne se base sur les mêmes définitions ou exigences, et peu n‟évaluent les
conséquences environnementales et sociales totales des bâtiments. Le consommateur ne
doit pas s‟attendre à ce qu‟un bâtiment certifié « vert » réduise expressément le potentiel
d‟émissions de GES ou encore qu‟il permette la capture de GES de l‟atmosphère. Les
certifications actuelles n‟encouragent pas adéquatement certaines méthodes permettant de
réduire le potentiel de réchauffement global, telles que le stockage du carbone ou les
produits encourageant la substitution des matériaux très énergivores de combustibles
fossiles. Par ailleurs, les certifications environnementales du bâtiment ne facilitent pas
l‟identification exacte et chiffrée des impacts environnementaux positifs qu‟elles entraînent.
Leadership in Energy and Environmental Design
Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) est un système de standardisation
de bâtiments durables créé en 1998 par le U.S. Green Building Council (USGBC). Reconnu
internationalement, ce système propose quatre niveaux d‟accréditation ; certifié, argent, or et
platine. De premier abord destiné aux constructions commerciales et institutionnelles, une
nouvelle version, LEED for Homes, a été développée et concerne la construction de maisons
résidentielles. Le système de standardisation des bâtiments durables LEED Canada est une
adaptation de LEED. Cette version est gérée exclusivement par le Conseil du bâtiment
durable du Canada (CBDC), une corporation indépendante à but non lucratif. LEED pour
Habitations est disponible au Canada depuis le 3 mars 2009.
Élaboré en fonction des climats, des pratiques de construction et des règlements canadiens,
LEED pour Habitations établit d‟abord des conditions préalables à respecter lors de la
construction de l‟habitation, puis propose un système de crédits permettant d‟accumuler des
points et ainsi obtenir un certain niveau d‟accréditation. Ces préalables et crédits sont classés
en cinq grandes catégories : aménagement écologique du site, gestion efficace de l‟eau,
énergie et atmosphère, matériaux et ressources et qualité des environnements intérieurs.
Une catégorie supplémentaire est aussi disponible, ouvrant la porte aux innovations et aux
nouvelles méthodes de conception.
La catégorie concernant la qualité des environnements intérieurs touche directement la
protection de la santé des occupants par la diminution ou l‟élimination de certains
contaminants intérieurs. Une attention particulière est portée au choix des matériaux de
construction, des produits de rénovation ainsi qu‟aux produits d‟entretien utilisés, au niveau,
26
par exemple, de leur teneur en composés organiques volatiles ou en urée-formaldéhyde.
Dans la catégorie concernant les matériaux et ressources, LEED pour Habitations accorde
des crédits lors de l‟achat de bois certifiés Forest Stewwardship Council (FSC), de matériaux
au contenu recyclé (par exemple le béton contenant des cendres volantes) ou achetés
localement. Selon le CBDC, ce programme promeut le design et la construction d‟habitations
« vertes » à haute performance environnementale, qui utilisent moins d‟énergie, d‟eau et de
ressources naturelles, tout en étant plus saines et confortables pour les occupants en
réduisant par exemple les risques de présence de moisissure et de toxines généralement
associés à une habitation.
ÉQuilibrium
La Société canadienne d‟hypothèques et de logement (SCHL) propose le concept de la
Maison Saine ÉQuilibrium. Cette construction, de par sa conception, ne porte pas préjudice à
la santé des occupants, protège l‟environnement et préserve les ressources naturelles. Le
tout se veut accessible et abordable pour tous. La maison ÉQuilibrium se base sur cinq
éléments clés : la santé des occupants, l‟efficacité énergétique, l‟utilisation efficace des
ressources, la responsabilité en matière d‟environnement et l‟abordabilité (SCHL, 2008a).
Ainsi, la conception fait appel à des concepts : la durabilité des matériaux, l‟efficacité de leur
utilisation, l‟adaptation de la conception architecturale au climat, la planification de
l‟emplacement pour réduire l‟utilisation de terrain et revoir les collectivités, préserver les
terres et les habitats naturels, le recyclage et la réduction de déchets à la source et la
réduction de l‟émission de polluants et de GES. L‟objectif est d‟offrir une vision proposant des
maisons saines, durables et à impact nul afin de bâtir des collectivités durables de haute
qualité partout au Canada, et contribuant à l‟industrie des énergies renouvelables (SCHL,
2006a). Il s‟agit d‟un nouveau programme, et seulement cinq maisons ÉQuilibrium ont été
construites au Canada jusqu‟à présent.
27
3 FONDATIONS
« L’écologie est aussi un problème culturel.
Le respect de l’environnement passe par un grand nombre de changements comportementaux »
– Nicolas Huot
Les fondations conditionnent l‟ensemble de la maison à construire. Divisée en grandes
étapes de construction, soit l‟excavation, le coffrage et l‟élévation des murs de fondation,
l‟élaboration de ces dernières doit être précise, rigoureuse et réfléchie en fonction de la
nature des sols. Les fondations, que ce soit au Québec ou ailleurs dans le monde, sont
généralement fabriquées de béton.
Pouvant être tout et n‟importe quoi, le béton a permis la révolution architecturale, car il
présente des propriétés très intéressantes en construction. Il s‟agit d‟une pâte malléable
plutôt que d‟un matériau dur : plasticité, maniabilité, force et temps de réglage peuvent être
ajustés selon les besoins par l‟ajout d‟additifs chimiques ou minéraux durant sa fabrication. Il
nécessite une très basse maintenance et a une longue durée de vie (Tableau 3.1). Le béton
présente une grande résistance face à la compression et, lorsque combiné aux barres d‟acier
venant généralement avec son utilisation, il résiste à la traction et offre une résistance
supérieure à tout autre matériau (Bianchi, 2000). Le béton est aussi utilisé pour la
construction de la dalle de plancher et certains piliers porteurs, il emmagasine bien la chaleur
et est le matériau de construction le plus utilisé dans le monde.
Tableau 3.1 Durée de vie utile moyenne des éléments des fondations
Matériau ou équipement Durée de vie Principaux facteurs déterminants
Imperméabilisation 26 à 29 ans Qualité des matériaux
Main d‟œuvre et installation
Béton (fissuration majeure) 32 à 34 ans Qualité des matériaux
Conception des détails
Adapté de SCHL, 2000
Le béton est l‟une des composantes importantes de l‟industrie de la construction résidentielle
ou commerciale, et ce, depuis plusieurs siècles. Déjà, les Romains utilisaient allègrement le
ciment, un des ingrédients de base du béton, dans leurs constructions. Ce dernier était alors
fait de composés naturels : pouzzolanes, sable et chaux. C‟est en 1824 que le ciment
artificiel, le ciment Portland, est créé en Angleterre. Aujourd‟hui, le ciment Portland est le type
de ciment le plus utilisé dans le monde et entre dans la fabrication actuelle du béton. Il fait
28
d‟ailleurs l‟objet d‟une industrie de grande importance. Un des buts fondamentaux des études
en génie civil est l‟optimisation du béton en termes de performances mécaniques et de durée
de vie (Habert et Roussel, 2008). Le coût du béton, en 2009, selon la compagnie Béton
Longueuil, varie entre 170 dollars et 255 dollars par mètre cube.
3.1 Fabrication du béton au Canada
Ingrédient clé de la fabrication de béton, le ciment est un liant hydraulique qui, lorsque
combiné avec l‟eau, forme une pâte qui prend prise et durcie. Ces agents lient les agrégats
grossiers et fins ensemble dans une masse très dure et d‟aspect rocheux (Wilson, 1993).
Cette pâte durcit grâce à des réactions chimiques entre le ciment et l‟eau. Trois étapes
principales entrent dans sa production : l‟extraction et la préparation des matières premières,
la production du clinker et le concassement et le mélange du clinker pour faire le ciment
(OCDE, 2001).
Le ciment Portland constitue 9 à 13 % des matières nécessaires à la fabrication du béton.
Les proportions moyennes des matières premières entrant dans la production de ciment
sont l‟eau à 16 %, l‟air à 6 %, les agrégats fins à 27 % et le matériel grossier à 40%. Certains
matériaux supplémentaires, les SCM, peuvent être utilisés pour remplacer une partie du
ciment. Il peut s‟agir, par exemple, de cendres volantes provenant de centrales thermiques
au charbon et d‟incinérateurs municipaux ou de scories de hauts fourneaux. En moyenne, 9
% du ciment Portland est remplacé par ces matières pour former le béton prémélangé. Dans
le cas de la production montréalaise, il est à noter que 100 % des cendres volantes utilisées
proviennent de Nouvelle-Écosse. Elles sont transportées d‟abord par bateau puis par camion
pour une distribution locale (Athena, 1999).
Le béton prémélangé est la forme généralement utilisée dans les constructions résidentielles.
Il en existe différents types, répartis selon la force nécessaire aux différents types de
construction. Les données fournies dans le présent chapitre se veulent une moyenne
générale des données concernant les différents types de béton prémélangé, disponibles
dans les diverses ACV consultées.
Le ciment est composé principalement de calcium et de silicone. Les sources de ces
composés sont généralement la pierre à chaux, l‟argile et le sable. Des quantités de bauxites
et de fer peuvent être ajoutées selon les propriétés recherchées pour le ciment. Le mélange
doit être chauffé dans un four, nommé le kiln. Ce dernier atteint des températures de cuisson
29
allant de 1480 ˚C à 1600 ˚C. Pour atteindre une telle température, la flamme du brûleur doit
être maintenue à 2000 ˚C. Au mélange cuit, nommé clinker, est ajouté du gypse pour que le
ciment soit utilisable. En moyenne, la production d‟une tonne de ciment nécessiterait plus de
1,6 tonne de matières premières (Dupuy, 2008).
3.2 Consommation d’énergie et béton
Selon les ACV élaborées par l‟Athena Institute propres à la région de Montréal, l‟étape
« ciment » est l‟étape la plus énergivore dans le processus de fabrication du béton. Les
quantités d‟énergie nécessaires à la production de béton prémélangé sont présentées au
tableau 3.2. Selon ces données, la seule production de ciment compte pour plus de 75% de
l‟énergie nécessaire à la production de béton. Toutefois, peu de ciment Portland est
généralement utilisé par unité de béton. Il ne compte que pour 9 à 13 % de la composition de
ce dernier, et son utilisation tend à diminuer par l‟apport de plus en plus important de SCM.
De plus, au cours des 15 dernières années, l‟intensité de l‟utilisation d‟énergie dans la
production de ciment a été réduite de 20 % par diverses améliorations énergétiques (Athena,
1999).
Tableau 3.2 Énergie estimée à la production de béton prémélangé (en GJ/m3)
Extraction des matières
premières
Transport des matières
premières
Manufacture Total
Ciment production
0,09309 0,06446 1,27303 0,24274 1,67330
Tiré de Athena, 1999
L‟énergie intrinsèque du béton varie selon ses différentes utilisations. Globalement, elle se
situe entre 5,58 à 9,54 mégajoules par kilogramme de béton produit.
L‟importance de l‟énergie intrinsèque de fonctionnement des sections du bâtiment faites en
béton durant la vie utile peut être augmentée par la présence de ponts thermiques, qui,
constituant des zones de diminution de résistance thermique, encouragent les pertes de
chaleur de l‟intérieur vers l‟extérieur de la bâtisse (Figure 3.1). Cela augmente la
consommation d‟énergie destinée au chauffage et à la climatisation et peut aussi encourager
la formation de moisissures (Roulet, 2004). Toutefois, l‟énergie intrinsèque récurrente
demeure basse puisque ce matériau nécessite peu de maintenance.
30
Figure 3.1 Exemple de pont thermique d‟une dalle de plancher et d‟une dalle de béton.
Tirée de www.ademe.fr
3.3 Consommation d’eau et béton
La quantité d‟eau nécessaire à la fabrication de béton varie en moyenne entre 174 et 703
litres pour chaque mètre cube produit (tableau 3.3). À ces chiffres doit être additionnée la
quantité d‟eau utilisée lors de l‟extraction des agrégats. L‟eau incorporée au ciment
représente le plus grand volume consommé, bien que le lavage des camions puisse parfois
nécessiter de grandes quantités d‟eau dans certaines usines, selon les méthodes de
nettoyage préconisées. C‟est d‟ailleurs cette dernière étape qui fait varier fortement la
quantité d‟eau qu‟une usine de fabrication consommera.
Généralement, de l‟eau potable est incorporée au mélange de ciment. Ici, de l‟eau de moins
bonne qualité pourrait être utilisée, selon les exigences à atteindre par le produit fini. Cela
permettrait aux industries de se diriger vers un bilan près de zéro concernant les effluents
d‟eau.
31
Tableau 3.3 Eau nécessaire à la production de béton prémélangé (l/m3)
Utilisation de l‟eau Quantité (l/m3)
Eau mélangée au ciment 139 - 188
Nettoyage des restes de béton dans les camions à bétonnières 15 - 317
Nettoyage de l‟extérieur des camions à bétonnières 5 - 69
Autres 15 - 129
Total 174 - 703
Adapté de Athena, 1999
Toutefois, ce procédé n‟est pas accepté de façon généralisée par l‟industrie à cause de la
présence possible de certains contaminants pouvant diminuer la qualité du produit fini. L‟eau
potable fournie par la ville est aussi utilisée pour la remise en suspension du béton demeuré
dans la bétonnière lors du retour des camions, ainsi que lors du nettoyage de l‟extérieur des
camions. Le réemploi d‟eau usée serait tout à fait approprié pour ces usages (Athena, 1999).
3.4 Impacts environnementaux du béton
À la lumière des connaissances actuelles, l‟opinion scientifique est très partagée entre la
considération positive ou négative du béton d‟un point de vue environnemental. La question à
trancher nécessite de dresser un portrait global des impacts potentiels sur l‟eau, l‟air, le sol et
les changements climatiques que présente le béton, tout en considérant l‟utilisation des
matières premières, le transport et les possibilités de récupération, de réutilisation et de
recyclage de la matière en fin de vie.
3.4.1 Effluents liquides
Les effluents liquides découlant de la production de béton tendent à diminuer vers un objectif
global de zéro effluent d‟eau usée pour l‟ensemble de l‟industrie du béton. Toutefois, cet
objectif n‟est pas encore atteint. En ce sens, les impacts sur l‟eau imputables à la production
de béton demeurent et se divisent en trois catégories, soient les effluents provenant de la
production de ciment, de la production des agrégats et de la fabrication du béton en soi.
Tel que vu précédemment au tableau 3.3, un volume d‟eau doit être additionné aux 700 litres
d‟eau utilisés dans la fabrication du béton dû au traitement des agrégats. De ce fait, plus de
1621,82 litres d‟eau sont rejetés suite à la production d‟un mètre cube de béton. Ce chiffre
estimé englobe les trois catégories d‟effluents énumérées précédemment. Cet effluent global
32
présente en moyenne un potentiel hydrogène (pH) de 8.14 et contient des matières en
suspension (56,82 milligrammes par litre (mg/l)), des huiles et des graisses (1,56 mg/l) et des
composés organiques dissous (1,76 mg/l). Il peut aussi contenir de l‟aluminium, des
composés phénoliques, des nitrates, des nitrites et du phosphore dans des concentrations
diverses (Athena, 1999). Cette eau alcaline présente une turbidité provenant des matières en
suspension et un excès en minéraux pouvant nuire et intoxiquer la faune et la flore aquatique
des bassins et cours d‟eau récepteurs. Par ailleurs, elle présente un risque de contamination
de la nappe phréatique en cas d‟infiltration.
3.4.2 Matières résiduelles
Les résidus solides provenant de l‟industrie du béton sont associés à la génération de
déchets durant la production du ciment, durant la production des agrégats puis durant la
fabrication du béton en soi. Les déchets provenant de la production d‟agrégats sont assez
limités puisque le gravier ou le sable, une fois séparé et broyé, est utilisé entièrement en tant
qu‟agrégat. Quelques pertes ont lieu sur les terrains miniers lors de l‟extraction. Tel est le cas
du matériel rocheux non désiré, qui est déplacé pour atteindre la ressource désirée (Athena,
1999).
Au niveau de la production du béton, les déchets solides retrouvés sont les résidus de
nettoyage et de vidange des camions à bétonnières, les boues résiduelles des bassins de
décantation et des étangs aérés ainsi que quelques autres résidus généraux. Globalement,
les effluents solides totaux découlant de l‟industrie montréalaise sont de l‟ordre de 52,62
kilogrammes pour chaque mètre cube de béton produit.
Une problématique environnementale importante est liée à la gestion des matériaux en fin de
vie. Suite à l‟utilisation du béton en construction, les agrégats peuvent être réintroduits
constamment dans sa production. Lors de travaux de démolition, un concasseur peut être
installé sur place. Le béton ainsi concassé peut être utilisé en tant que matériau de remblais
routier, comme granulat pouvant être combiné à l‟asphalte routier ou comme matière de
reconditionnement de sol (TPSGC, 2008). Le recyclage et la réutilisation du béton sont
communs en Europe ou au Japon et nécessitent peu de transformation de la matière,
diminuant ainsi certains coûts liés aux procédés de recyclage associés à d‟autres matières
(Bremner, 2001). Toutefois, un débat demeure autour de la question du recyclage des
33
agrégats pour constituer du béton neuf, car certains problèmes d‟adhésion peuvent survenir
(Athena, 1999).
3.4.3 Émissions atmosphériques
Les impacts sur la qualité de l‟air concernent principalement l‟étape de production de ciment
et de fabrication du béton (Tableau 3.4). Les principaux contaminants émis sont le dioxyde
de carbone (CO2) et les oxydes nitreux (NOx), dans une proportion respective de 218 331 et
890 grammes par mètre cube de béton produit. Les particules émises dans l‟air constituent
aussi une source non négligeable de contaminants atmosphériques divers.
Il est pertinent de préciser que, dans les cas où des SCM sont ajoutés en tant que produit de
remplacement du ciment, des émissions atmosphériques associées à leur transport
s‟ajoutent au bilan, puisque, tel qu‟il a été mentionné, ils proviennent généralement de
Nouvelle-Écosse.
Tableau 3.4 Émissions atmosphériques associées à la production montréalaise de béton (g/m3)
Potentiel de contribution au changement climatique
Potentiel d‟acidification
atmosphérique
Potentiel de création d‟ozone
troposphérique
Potentiel de création de
smog photochimique
CH4 CO2 SO2 NOx COV CO PST
Extraction 1,13 3 691,81 5,33 42,14 4,54 23,13 96,70
Transport 1,40 9 120 43,73 6,94 23,33 -
Production de ciment
2,23 195 605,12 49,39 683,31 8,03 87,91 370,04
Fabrication du béton
3,25 15 411,64 20,02 123,61 12,85 66,3 120
Total 7,72 218 331,95 79,96 890,41 29,87 200,13 586,74
Tiré de Athena, 1999
Les émissions de NOx proviennent particulièrement de la combustion des énergies fossiles
lors de la production de ciment et contribuent à la formation d‟ozone troposphérique. Ce
dernier se forme lorsque les NOx et les composés organiques volatiles (COV) sont exposés
aux rayons du soleil. La limite canadienne proposée en terme d‟émission de NOx lors de la
production de ciment est de 2,3 kilogrammes par tonne de ciment (Bremner, 2001). Par
34
ailleurs, l‟industrie cimentière est une des principales sources anthropiques de dioxyde de
soufre (SO2).
3.4.4 Changements climatiques
L‟industrie internationale du béton, avec ses quelques 1,1 gigatonne de carbone émis
annuellement, représente la troisième source en importance d‟émissions de carbone
mondial. Elle se situe juste après les combustibles fossiles utilisés pour le chauffage et la
climatisation, qui représentent quelques 6,4 gigatonnes de carbone par an, et la déforestation
des tropiques, qui contribue à quelques 1,6 gigatonne de carbone par an (Villeneuve et
Richard, 2005). Tel qu‟il a été constaté dans le tableau 3.4, les émissions de CO2 générées
par la production de béton de la région montréalaise sont de l‟ordre de 218,33 kilogrammes,
ou 0,24 tonne, pour chaque mètre cube de béton. En 2004, l‟Association Béton Québec a
produit plus de 3 000 000 mètre cube de béton, ce qui représente 90 % du marché
québécois. De ce fait, il est possible d‟estimer que ce sont quelque 720 000 tonnes de CO2
qui ont été générées au Québec par cette industrie pour l‟année 2004. Il s‟agit, selon
plusieurs chercheurs, du problème le plus sérieux découlant de cette industrie. Gaz à effet de
serre important, le CO2 ainsi émis contribue directement aux changements climatiques.
De toutes les étapes de fabrication du béton, il s‟agit de l‟ingrédient « ciment » qui représente
la principale source d‟impacts environnementaux, particulièrement en terme de contribution
aux changements climatiques, lorsque comparé aux autres ingrédients entrant dans la
composition du matériau (Figure 3.2). Le ciment serait responsable de 7 % du total des
émissions mondiales de CO2 d‟origine anthropique (Bremner, 2001).
Jusqu‟à tout récemment, selon la moyenne mondiale, près d‟une tonne de CO2 était émise
pour chaque tonne de ciment produit. Il s‟agissait du niveau mondial dit « classique », obtenu
sans effort particulier. De cette tonne, environ 50 % provenait de la décomposition du calcaire
lors de la cuisson du ciment dans les fourneaux à très haute température. La balance des
émissions était générée par l‟énergie nécessaire aux systèmes mécaniques faisant
fonctionner l‟usine de fabrication (Bremner, 2001). L‟industrie cimentière européenne, qui
possède une part non négligeable des industries canadiennes de production de ciment et de
béton (Bremner, 2001), a fait des efforts importants en termes d‟amélioration des
performances des procédés de cuisson et a atteint aujourd‟hui un niveau de 0,6 tonne de
CO2 par tonne de ciment produite (Habert et Roussel, 2008).
35
Figure 3.2. Impact environnemental des composantes du béton. Tirée de Habert et
Roussel, 2008, p.4.
3.5 Santé et béton
Un des principes directeurs du bâtiment durable est de réduire au minimum la pollution et les
effets nuisibles sur la santé inhérents à la construction et à l‟exploitation traditionnelles d‟une
résidence. Il prend en compte la salubrité du milieu intérieur.
Le béton, une fois produit, est un matériau neutre et relativement stable. C‟est surtout lors de
la fabrication que l‟exposition aux poussières de ciment a lieu et cette exposition s‟arrête une
fois que le tout a été bien mélangé avec les autres composants du béton. Les travailleurs sur
le chantier de construction résidentielle sont régulièrement exposés à cette poussière si les
mélanges se font sur place. Or, une fois séché et si le béton est bien protégé, il ne contribue
pas directement à la détérioration de l‟air intérieur d‟une habitation (Groupe Matgéné, 2007).
Par contre, s‟il est laissé sans protection, le béton dégagera constamment de la poussière
fine et de la chaux, des irritants puissants. De plus, sont généralement ajoutés au béton
divers adjuvants, qui nuisent aux personnes hypersensibles à l‟environnement. Ils
contiennent des sels inorganiques, des fongicides, germicides ou insecticides pouvant
contenir et émettre du formaldéhyde ou d‟autres polluants (SCHL, 1995). Durant la
construction, l‟exposition aux poussières de ciment peut occasionner des problèmes
36
dermatologiques. Toutefois, les dermites du ciment ont diminué par 4 en 25 ans (Escande,
s.d.).
Les problèmes cutanés liés à ces poussières surviennent de deux façons. D‟abord, lorsque le
ciment est liquide, il devient alcalin et dégage de la chaleur et peut brûler la peau à son
contact. L‟autre manifestation pouvant survenir est une allergie au chrome hexavalent,
contenu en très faible quantité dans le ciment. Cette réaction allergique peut entraîner un
eczéma des mains (Escande, s.d.). Au niveau des matériaux accompagnant généralement
une construction en béton, certains produits utilisés entraînent des conséquences sur la
santé. Ainsi, lors du coffrage du béton, les huiles à base de pétrole contiennent généralement
des composés organiques volatiles (COV) irritants.
Les principaux risques liés à la santé de la population et le béton se retrouvent toutefois face
à la production, particulièrement à la production de ciment. En effet, comme mentionné dans
la section relatant aux impacts environnementaux, la production de béton rejette une quantité
non négligeable de particules et de NOx, qui génèrent des problèmes de santé tels que
l‟asthme, les maux de gorge et la toux (Bremner, 2001). Cette production émet de plus une
forte quantité de CO2, et de par cette contribution importante aux changements climatiques,
elle contribue par le fait même à l‟augmentation du stress de la population et des autres
impacts sociaux de ce phénomène (Santé Canada, 2004).
La production de béton fait de plus en plus utilisation de cendres volantes ou de certains
déchets dangereux dans sa composition et il s‟agit d‟une méthode bien maîtrisée. Cette
technologie utilise les sous-produits industriels afin de réduire les émissions de gaz à effet de
serre produits dans la production conventionnelle de béton. Ce béton est considéré comme
un matériau de meilleure qualité que le béton ordinaire car il est plus dense et moins
perméable à l‟eau, le rendant ainsi moins friable. Toutefois, des incertitudes par rapport à
l‟impact sur la santé de ce matériau demeurent, car les cendres entrant dans sa composition
sont, entre autres, des déchets de combustion provenant des incinérateurs à déchets
pouvant contenir des matières toxiques telles que des métaux lourds.
Toutefois, les cendres volantes ne sont pas considérées comme une matière toxique par les
gouvernements du Québec, du Canada et des États-Unis. Dans cet ordre d‟idées
rassurantes face à une telle utilisation de déchets divers, certains scientifiques certifient que,
lorsqu‟ils sont ajoutés au béton, la composition chimique de ces déchets est stabilisée et les
substances toxiques ne peuvent en sortir. À ce moment, les cendres ne sont plus volatiles et
37
ne représenteraient plus de danger. L‟hydratation du ciment et des autres sous produits
entraîne en effet la création d‟une structure cristalline permettant l‟assemblage très solide du
béton (Chevalier, 2005 ; CRNC, 2006). Tel qu‟il a été vu, les cendres volantes ne sont pas
les seuls sous-produits industriels entrant dans la composition du ciment pour réduire les
effets sur l‟environnement. La matière première peut aussi être remplacée par des déchets
de minerai d‟aluminium, les cendres de balles de riz, les scories de hauts-fourneaux et des
aciéries et la poussière de combustion (TPSGC, 2008).
3.6 Alternatives
Il est présentement difficile de remplacer le béton dans la construction résidentielle par tout
autre matériau. La première alternative généralement retrouvée dans la conception de
maison écologique est la diminution au maximum de l‟utilisation du béton dans la
construction. Pour ce faire, il est proposé de ne pas creuser de sous-sol, et ainsi, diminuer
fortement la demande en béton, en plus de diminuer l‟impact de la construction sur le terrain
par la limitation de l‟excavation du terrain. De plus, cela contribue à limiter la perte de chaleur
associée à l‟espace du sous-sol, qui est d‟environ 20 à 30 % du total de la déperdition de
chaleur à travers l‟enveloppe du bâtiment (Friedman et Côté, 2003). À ce moment, le béton
peut être utilisé conjointement aux briques d‟argiles pour construire les fondations.
ÉQuilibrium propose de regagner l‟espace perdu par l‟absence de sous-sol en créant un
espace habitable au-dessus du garage.
Toutefois, il est peu probable que cette alternative soit la plus acceptable auprès du public
désirant la construction d‟une nouvelle résidence. Il s‟agit alors, tout en diminuant la quantité
de béton nécessaire au maximum, de miser sur des bétons à moins grand impact
environnemental. Plusieurs études sont en cours pour assurer une optimisation du béton afin
qu‟il ait une incidence réduite sur l‟environnement. Toutefois, jusqu‟à tout récemment,
l‟optimisation de la composition du béton concernait surtout les aspects physico-chimiques,
les conditions de mise en œuvre et la durée de vie de l‟ouvrage concernée. Avec l‟apport de
la prise en compte des impacts environnementaux liés au béton, une approche de
développement durable est aujourd‟hui de mise. En effet, de nouvelles méthodes de
formulation viendront confronter le coût environnemental aux exigences de qualité (mise en
œuvre, résistance, durée de vie) du matériau (Habert et Roussel, 2008).
Le béton de cendres volantes, ou contenant tout autre SCM, à volume élevé est un matériau
conçu pour remplacer le ciment Portland, principal ingrédient du béton. Puisque chaque
38
tonne de ciment Portland produit rejette presque une tonne de CO2 (ou 0,6 tonne pour les
cimenteries européennes) dans l‟atmosphère, le remplacement d‟environ le quart du ciment
Portland par une SCM entraînerait d‟importantes réductions des émissions de gaz à effet de
serre (CNRC, 2006). L‟utilisation de ces déchets industriels présente quelques bénéfices
environnementaux non négligeables. Outre la diminution des émissions de GES liée à la
production du ciment Portland, il est à noter que cette option réduit la quantité de cendres
volantes nécessitant d‟être disposée dans les sites d‟enfouissement (CIRCA, 2002) et permet
la stabilisation de déchets dangereux, contenant par exemple des métaux lourds, et ce, de
façon particulièrement efficace (Chevalier, 2005).
Pour diminuer l‟impact des ponts thermiques associés aux constructions en béton, il existe
des blocs légers de béton ou d‟argile en remplacement des blocs de béton traditionnel
(Figure 3.3). Ces blocs s‟utilisent sans mortier et les granulats ont été remplacés par des
pastilles de mousse, des copeaux de bois ou de pierre ponce, permettant ainsi d‟augmenter
la propriété isolante du matériau (TPSGC, 2008). Il s‟agit ici d‟une façon de diminuer l‟énergie
intrinsèque de fonctionnement du béton dans la résidence.
Figure 3.3 Utilisation de blocs de béton légers (gauche) et de blocs d‟argile (droite) pour la construction de fondation. Tirée de http://www.citemaison.fr/
Outre le choix d‟un béton aux composantes recyclées, réutilisées ou présentant une
meilleure performance d‟isolation, les impacts sur l‟environnement et la santé peuvent être
diminués en portant une attention particulière aux produits et matériaux associés à la
construction à base de béton. L‟utilisation de coffrage réemployable, par exemple les
éléments en polystyrène expansé et de contreplaqué enduit d‟une couche spéciale, permet
de diminuer la quantité de matières premières en bois tout en diminuant la quantité de
39
déchets générés (TPSGC, 2008). De plus, les coffrages de bois utilisés pour donner la forme
désirée au béton sont généralement recouverts d‟huile de pétrole. L‟utilisation d‟huiles
végétales pour le décoffrage peut ainsi réduire l‟émission de composés organiques volatils.
Aussi, l‟utilisation d‟un scellant permet de réduire la poussière émanant de l‟effritement du
béton. Toutefois, certains de ces additifs et produits contiennent des gaz nocifs, du
formaldéhyde ou des COV. L‟utilisation, par exemple, d‟une peinture ou d‟un bouche-pores à
base d‟eau permettra d‟éliminer ce potentiel d‟émission de COV tout en diminuant
l‟effritement du béton causant la poussière irritante.
40
4 OSSATURE ET CHARPENTE « Il ne tombe pas une feuille sans que
sa chute n'affecte le monde. » – Francis Tomson
L‟étape suivant l‟élaboration et la fabrication des fondations d‟une maison est celle d‟en
dresser le squelette. Ce squelette, nommé l‟ossature ou la charpente, est la structure de
base de la construction et joue un rôle fondamental de soutien. C‟est sur cette structure de
base, fabriquée de bois ou d‟acier, que tiendront la toiture, le revêtement extérieur ainsi que
les matériaux de finition intérieure, les murs et les planchers.
Les sections 4.1 à 4.6 présentent le portrait des charpentes de bois, tandis que les sections
4.7 et suivantes présentent celui des ossatures d‟acier.
4.1 Production de bois d’œuvre au Canada
Les produits structuraux des maisons résidentielles québécoises sont traditionnellement faits
de bois résineux, un des plus anciens matériaux de construction. Le bois nécessite des
conditions d‟humidité bien précises. Lorsque judicieusement conçue, une construction en
bois présente une longévité quasi illimitée. Le bois offre une bonne performance de
construction, possède un fort attrait esthétique, une résistance au feu et une grande
polyvalence d‟utilisation. On le retrouve partout dans la construction d‟une maison : structure,
portes, cadres de fenêtres, plinthes, moulures, etc. Outre l‟utilisation de bois d‟œuvre
résineux pour construire la charpente, il existe aussi d‟autres techniques de construction
utilisant ce matériau, telles que celle du bois cordé ou la construction en bois rond. Chacune
présente des valeurs thermiques variables et des coûts plus élevés que la construction de
l‟ossature en bois d‟œuvre. Matériau renouvelable, le bois présente l‟avantage de ne pas
avoir à être fabriqué : il est naturellement présent dans l‟environnement. Très résistant à la
compression et à la traction, il est malléable et permet une flexion transversale.
Les ressources forestières au Canada sont abondantes. Environ 15 % des ressources
mondiales en bois résineux se trouvent sur le territoire canadien (Athena, 1993). De ce fait,
l‟industrie de produits de bois y est depuis longtemps un des secteurs clés, sans compter que
le Canada joue un rôle de leader sur le marché du bois de construction. En 1990, le Canada
a produit plus de 12 % de l‟offre mondiale de bois d‟œuvre (Athena, 1993).
41
Plusieurs changements et améliorations technologiques sont survenus au Canada au cours
des dernières années concernant l‟industrie forestière, permettant une meilleure performance
au niveau des coûts et de l‟exploitation des ressources disponibles. Notons, entre autres,
l‟adoption et le respect de patrons de coupe spécifique répondant plus adéquatement à la
demande, ou encore l‟entreposage des grumes par espèce et par taux d‟humidité afin de
ventiler les besoins en séchage.
Industrie provinciale importante, la production du bois de construction au Québec représente
quelque 21 % de la production totale canadienne (Athena, 2000). De cette production,
plusieurs types de bois d‟œuvre sont fabriqués. Pour n‟en nommer que quelques-uns, notons
les planches, le bois de charpente ainsi que le contreplaqué et le panneau stratifié. Chacun
d‟eux présente des caractéristiques de production propres et, ainsi, des impacts différents et
d‟ampleur variable sur l‟environnement et la santé.
Globalement, une tonne de grumes offre un rendement de 0,54 tonne de bois d‟oeuvre. Tel
qu‟il a été mentionné précédemment, une fois la grume transportée à la scierie, plusieurs
types de produits de bois sont fabriqués. Une part de ce bois sera destinée à la production de
différentes coupes de bois de charpente. Ce dernier se doit d‟être préalablement séché dans
un énorme four, le kiln. Au Canada, quatre provinces se partagent 95 % de la production du
bois de charpente : le Québec, l‟Ontario, l‟Alberta et la Colombie-Britannique (Athena, 2000).
Outre le bois de charpente, l‟industrie produit aussi le contreplaqué. Très durable, le
contreplaqué est le matériau de construction le plus utilisé dans l‟ossature de la maison,
après le bois de charpente. Sa fabrication exige des billes de bonne qualité (Canada, 2009).
Ainsi, elle ne se base pas sur la matière récupérée ou les reliquats de coupe de bois. Pour le
produire, le tronc de l‟arbre est déroulé en plusieurs minces couches. Ces feuilles sont alors
superposées et collées à l‟aide de colle à bois, à base d‟urée formaldéhyde ou de phénol
formaldéhyde. Les feuilles sont coupées dans le sens du grain du bois, qui se voit croisé
d‟une feuille à l‟autre, rendant ainsi le panneau plus fort dans le sens de la longueur. Il existe
deux types de contreplaqué : à bois dur, utilisé à l‟intérieur des résidences, et à bois mou,
utilisé à des fins structurelles. De là, plusieurs épaisseurs de panneau sont possibles et
déterminent la rigidité de ce dernier. Une tonne de grumes offre un rendement moyen de
0,50 tonne de panneaux de contreplaqué, rejetant ainsi 0,38 tonne de sous-produits et 0,12
tonne de déchets et de combustibles de bois (Athena, 1993). La majorité de la production
canadienne de contreplaqué se concentre en Colombie-Britannique, assurant 90 % de la
42
capacité de production du pays (Canada, 2009). Les données fournies concernant le
contreplaqué proviennent majoritairement de l‟étude de l‟Athena Institute concernant l‟ACV
de la production de contreplaqué de cette province, en considérant ses propres sources
d‟électricité.
Le panneau de particules, de lamelles orientées ou de fibres est, quant à lui, fabriqué au
moyen de particules de bois et d‟autres matériaux ligno-cellulosiques. Les particules sont
agglomérées ensemble par collage et pressage et l‟adhésif utilisé est le phénol
formaldéhyde. Généralement, ce type de panneau utilise des arbres à croissance rapide.
Tout un vocabulaire entoure les panneaux de particules, découlant principalement de la
matière privilégiée pour la fabrication et la grosseur des copeaux utilisés (composite,
aggloméré, etc.). La production canadienne de panneaux de particules se concentre au
niveau des quatre mêmes provinces que pour la production de bois de charpente. Une tonne
de grumes produit 0,69 tonne de panneaux de particules, rejetant ainsi 0,31 tonne de sous-
produits (Athena, 1993).
4.2 Consommation d’énergie et bois d’œuvre
Un avantage d‟utiliser le bois dans l‟élaboration de la structure de la résidence est sa valeur
appréciable d‟isolant thermique. En effet, le bois présente une structure cellulaire composée
de plusieurs petites poches d‟air, lui conférant cette capacité d‟isolation. Sa résistance
thermique est de l‟ordre de R 1,23 à 1,28 par pouce (Dupuy, 2008). La résistance thermique,
exprimée par le coefficient R, est l‟unité fonctionnelle utilisée pour quantifier la valeur isolante
d‟un matériau. Plus le coefficient R est élevé, plus le matériau résiste au mouvement de la
chaleur.
Globalement, l‟industrie du bois d‟œuvre a connu, au cours des dernières années, certaines
difficultés à diminuer sa consommation d‟énergie totale. Les distances parcourues pour
atteindre les zones de coupe et l‟augmentation de la mécanisation des processus sont des
éléments marquants de l‟industrie, encourageant l‟augmentation de sa consommation
d‟énergie au niveau de l‟extraction, du transport et de la transformation de la matière
première. Néanmoins, il est nécessaire de considérer que plusieurs petites et moyennes
industries de coupe, de fabrication de contreplaqués et de panneaux stratifiés peuvent être
entièrement autosuffisantes, en valorisant les restes de biomasse pour répondre à leurs
besoins en électricité et en chaleur (Athena, 1993).
43
La sylviculture nécessite une certaine quantité d‟énergie, tant au niveau de l‟accès aux
différentes zones d‟exploitation et de récolte qu‟au niveau du transport des billots de bois
vers les différentes usines de transformation (Tableau 4.1). Cette quantité d‟énergie inclut par
ailleurs l‟énergie nécessaire pour assurer la durabilité et une saine gestion de la zone
forestière exploitée. La quantité d‟énergie nécessaire pour ces étapes dites de gestion et
d‟exploitation de la matière première varie fortement, selon une multitude de facteurs.
Notons, entre autres, que le fait que la récolte soit manuelle ou mécanisée influe sur l‟énergie
d‟exploitation, tout comme les espèces d‟arbres concernées, leur taille ou le type de terrain
exploité. Au niveau du transport, la qualité des routes et des chemins forestiers, le type de
véhicule utilisé ou la distance entre le lieu de récolte et les usines de sciage peuvent
influencer fortement les données (Athena, 1993).
Tableau 4.1 Consommation d‟énergie pour la production de grumes (GJ/t)
Récolte Activités de transport Management de la forêt Total
0,434 0,411 0,232 1,077
Adapté de Athena, 1993
Une fois les grumes à la scierie, l‟étape nécessitant le plus d‟énergie du bois de charpente
est la fabrication. Plus particulièrement, le séchage du bois consomme une forte part de la
quantité totale d‟énergie de production, qui varie selon les méthodes préconisées. En effet,
l‟énergie nécessaire diminue fortement lorsque le séchage se fait naturellement. En
moyenne, l‟énergie intrinsèque du bois de charpente est évaluée à 5,8 mégajoules (MJ) par
kilogramme de bois (Tableau 4.2) (Dupuy, 2008 ; Athena, 2000). En d‟autres termes, 2,80 MJ
sont nécessaires à la production de 1000 pieds carrés de bois de charpente traditionnel,
séché au four (Athena, 2000). Cela inclut l‟énergie nécessaire à la coupe en forêt, à
l‟émondage, au tronçonnage, au débitage, au planage ainsi qu‟au séchage du bois.
Toutefois, certains facteurs feront varier fortement l‟énergie intrinsèque : le niveau d‟analyse
et les méthodes de prise de données lors de l‟ACV, les méthodes de production préconisées
d‟une industrie à l‟autre, etc.
Tableau 4.2 Énergie nécessaire pour la production de bois de charpente (GJ/t)
Production de bois en forêt Scierie Transport Total
0,32 1,7 0,65 2,68
Adapté de Sharai-Rad, 2002
44
Lors de la fabrication du contreplaqué, la principale étape consommant de l‟énergie est celle
du placage. En effet, sur les 10,4 MJ d‟énergie intrinsèque nécessaires à la production d‟un
kilogramme de contreplaqué (Tableau 4.3) (Dupuy, 2008), 55 % est destinée au placage, en
comparaison à 30 % pour le conditionnement des billes de bois, à 10 % pour la pression à
chaud et à 5 % pour le chauffage des locaux. En d‟autres termes, 3,317 GJ (gigajoules)
d‟énergie sont nécessaires à la production de 1000 pieds carrés de contreplaqué.
Tableau 4.3 Énergie nécessaire pour la production de contreplaqué de bois mou (GJ/t)
Extraction Manufacture Adhésif Total
1,335 7,496 1,556 10,397
Adapté de Athena, 1993
Environ 50 % des 7,496 GJ nécessaires à la manufacture d‟une tonne de contreplaqué
proviennent de la combustion des résidus de bois (copeaux) produits à même la scierie, en
tant qu‟alternative aux combustibles fossiles. Cela représente environ 3,75 GJ fournis par
cette combustion. La balance de l‟énergie utilisée tout au long de la fabrication du
contreplaqué provient du gaz naturel (Athena, 1993). Il est nécessaire d‟additionner à ces
données l‟énergie requise à l‟étape du transport pour les consommateurs québécois, puisque
la principale zone de production du contreplaqué se trouve en Colombie-Britannique, ce qui
augmente l‟énergie intrinsèque du contreplaqué au Québec.
L‟adhésif utilisé dans la fabrication du contreplaqué est une résine à base d‟urée
formaldéhyde ou de phénol formaldéhyde. Son application constitue une étape
particulièrement énergivore, nécessitant 1556 MJ (ou 1,556 GJ) pour chaque tonne de
contreplaqué. La résine représente de 1,8 % à 4 % du poids total du contreplaqué (Athena,
1993). L‟énergie intrinsèque propre à cette résine est particulièrement élevée : il faut en effet
86,97 MJ pour produire un kilogramme de colle à base de phénol formaldéhyde (Dupuy,
2008).
En ce qui concerne les panneaux de particules ou de lamelles orientées, les premières
étapes de leur production sont similaires à celles de la production de contreplaqué. Toutefois,
la coupe en lamelles nécessite une quantité d‟énergie plus importante que l‟étape de retrait
de l‟écorce en préparation au placage lors de la production de contreplaqué. Dans le même
ordre d‟idée, une plus forte pression est nécessaire dans la production de panneaux de
particules que dans celle du contreplaqué, de par la recherche d‟une densité plus importante.
45
L‟énergie intrinsèque nécessaire à la production d‟un kilogramme de panneau de particules
atteint 10,2 MJ (Tableau 4.4). En d‟autres termes, la production de 1000 pieds carrés de
panneaux de particules nécessite 5,776 GJ.
Tableau 4.4 Énergie nécessaire pour la production de panneaux de particules (GJ/t)
Extraction Manufacture Adhésif Total
1,562 6,87 1,74 10,172
Adapté de Athena, 1993
Environ 80 % des 6,87 GJ nécessaires à la manufacture d‟une tonne de panneaux de
particules proviennent de la combustion des résidus de bois (copeaux) produits à même
l‟usine de sciage. Cela représente environ 5,44 GJ (Athena, 1993). La balance de l‟énergie
utilisée tout au long du cycle de production provient du gaz naturel ou du mazout.
La production de panneaux de particules, tout comme celle du contreplaqué, nécessite l‟ajout
d‟un adhésif. Il s‟agit une fois de plus d‟une résine à base de phénol formaldéhyde et elle
représente en moyenne 2 % du poids total du produit fini. L‟étape de l‟application de l‟adhésif
nécessite une quantité d‟énergie, de l‟ordre de 1740 MJ par tonne de panneaux de particules
produite (Athena, 1993), sans compter que la production de la résine en soi nécessite une
quantité non négligeable d‟énergie.
4.3 Consommation d’eau et bois d’œuvre
La consommation d‟eau lors de la production de produits de bois d‟œuvre s‟effectue
principalement au niveau du procédé de manufacture. En effet, un total de 51 litres d‟eau est
nécessaire pour produire 1000 pieds carrés de bois d‟œuvre, dont 43 litres sont utilisés
durant le procédé même et 8 litres sont destinés au fonctionnement des bouilloires (Athena,
2000). La majorité de l‟eau consommée durant le procédé prend la forme de source d‟énergie
de vapeur d‟eau, et est utilisée lors de l‟étape de séchage de la fibre de bois. Cette énergie
sous forme de vapeur est généralement renvoyée en début de procédé pour être recyclée
(Athena, 1993), limitant ainsi fortement l‟ampleur de l‟effluent découlant de l‟industrie.
La production de contreplaqué nécessite quant à elle 41,63 litres d‟eau pour la production de
1000 pieds carrés. Bien que les données disponibles dans la littérature concernent les États-
Unis, elles sont tout de même utiles à titre de comparatif dans le cadre de cet essai. Aux
États-unis, 96 % de l‟eau utilisée dans la production de contreplaqué provient de la
46
réutilisation de l‟eau. Cela correspond à 4012 litres sur les 4163 litres nécessaires à la
production d‟une tonne de contreplaqué. La balance de l‟eau utilisée provient de source
municipale (Wilson and Sakimoto, 2006). Finalement, la consommation d‟eau pour la
production de panneaux de particules est de 121,51 litres pour un panneau de 1000 pieds
carrés, ce qui est estimé à 12 151 litres par tonne (Kline, 2006).
4.4 Impacts environnementaux du bois d’œuvre
La sylviculture et les diverses activités forestières sont à la base de tous produits de
construction en bois. En ce sens, les forêts et les caractéristiques propres à leur exploitation
doivent être incluses dans les données d‟ACV.
Plusieurs impacts environnementaux négatifs découlent des activités forestières, que ce soit
des activités d‟entretien, de coupe ou d‟aménagement des forêts. Outre le fait que
l‟élaboration de chemins forestiers et l‟utilisation de machinerie lourde soient essentielles à
ces activités, ces dernières ont une influence sur les processus naturels des écosystèmes et,
plus particulièrement, sur les forêts primaires, c‟est-à-dire les forêts n‟ayant jamais eu de
perturbations anthropiques pouvant influencer l‟âge et la structure des arbres. De même, ces
différentes opérations entraînent des perturbations au niveau des sols et des paysages.
Le bois est une ressource renouvelable et les forêts agissent en tant que purifiants de l‟air,
d‟agents solidifiant des sols, de protecteurs de la qualité de l‟eau et de la vie sauvage, sans
compter qu‟elles font partie intrinsèque des paysages (Sharai-Rad, 2002). En ce sens, une
gestion adéquate et durable des forêts se doit d‟être encouragée, les coupes annuelles ne
devant pas dépasser la croissance annuelle, permettant ainsi d‟assurer une disponibilité
permanente de bois.
4.4.1 Effluents liquides
Les effluents liquides découlant de la production canadienne de bois de charpente, sont
considérés comme mineurs. Toutefois, l‟effluent global découlant de cette production
présente une certaine quantité de solides dissous et en suspension, des métaux lourds, des
huiles, des graisses, des phosphates, de l‟ammoniaque ainsi que différents composés
organiques (Athena, 2002). La production d‟une tonne de contreplaqué rejette plusieurs
contaminants dans l‟environnement par le biais de son effluent liquide. Parmi les principaux
se trouvent 35 kilogrammes d‟huile et graisse, 46,67 kilogrammes de matières en
47
suspension, 88,89 kilogrammes de chlorure, 23,78 de composés organiques dissous.
L‟effluent contribue à la demande biologique en oxygène dans une proportion de 2,05
kilogrammes par tonne de contreplaqué produite (Wilson and Sakimoto, 2006).
4.4.2 Matières résiduelles
Les résidus solides provenant de l‟industrie du bois d‟œuvre, qui inclut le bois de charpente
et les différents panneaux structuraux, sont associés à la génération de déchets durant
l‟étape de fabrication des pièces de bois à la scierie et sont tels que présentés au tableau
4.5. Une quantité importante de copeaux et de résidus de bois est générée suite à la
production et l‟utilisation du bois d‟œuvre, du contreplaqué et des autres produits structuraux.
En effet, chaque tonne de billots de bois transportée à l‟usine de sciage engendrerait environ
0,25 tonne de sous-produits de coupe, par exemple les copeaux de bois, et 0,21 tonne de
déchets de bois, tels que l‟écorce et la sciure de bois. Or, une quantité non négligeable de
ces résidus est régulièrement récupérée et valorisée en tant que combustible (Athena, 1993).
Ainsi, une quantité importante des résidus de bois, tels que les sciures et les copeaux, est
récupérée et utilisée en tant que combustible pour produire une part non négligeable de
l‟énergie nécessaire aux scieries.
Tableau 4.5 Bilan des déchets de bois ultime (kg/t).
Adapté de Athena, 1993
En construction résidentielle, le bois est un matériau très durable lorsque protégé
adéquatement de l‟humidité et des insectes. Les matières résiduelles de bois découlant de la
construction peuvent aisément être récupérées et réemployées à d‟autres fins de
construction, pourvu que les entrepreneurs, durant les travaux, aient pris soins de protéger le
bois non utilisé des intempéries. Le bois ainsi récupéré peut aussi être recyclé. En fin de vie,
il est possible de récupérer le bois d‟une maison, pourvu que la déconstruction se fasse de
Type de matières résiduelles Quantité (kg/T de produit fini)
Bois de charpente Copeaux de bois non utilisés 279
Cendres et particules captées 3
Contreplaqué Copeaux de bois non utilisés 60
Cendres et particules captées 5
Panneaux de particules
Copeaux de bois non utilisés 269
Cendres et particules captées 5
48
façon structurée et dans cette optique. Toutefois, l‟idée de récupérer le bois lors de la
déconstruction devrait avoir été prévue lors de l‟étape de la conception de la résidence. Ainsi,
les pièces de bois s‟emboîtent de façon telle à facilité le démontage des structures sans les
abîmer et les rendre inutilisables.
4.4.3 Émissions atmosphériques
Les principaux polluants constituant les émissions atmosphériques associées à l‟industrie du
bois de construction sont le CO2, le NOx et le CO. Leur proportion varie en fonction du type
de produit fabriqué (bois de charpente, contreplaqué ou panneaux de particules) (Tableau
4.6). Il est à noter que sont exclues de ces données les émissions associées à l‟énergie
électrique achetée par les scieries ainsi que celles associées à l‟utilisation et au transport des
produits finis de bois au site de construction même. Une particularité concerne la fabrication
du contreplaqué et des panneaux de particules : des émissions atmosphériques
supplémentaires sont associées à leur production. En effet, une émission rapide de COV est
propre à l‟étape du séchage du placage.
Le niveau d‟émission durant cette seule étape peut atteindre 239 grammes de COV par
tonne de produit fini, ou 0,742 kilogramme par 1000 mètres carrés. De ces 239 grammes de
COV, notons que 31 grammes de phénol sont rejetés durant le placage du contreplaqué, et
35 grammes de phénol le sont lors de la fabrication de panneaux de particules (Athena,
1993). Par ailleurs, la production même de la résine engendre des émissions atmosphériques
non négligeables.
Le cocktail d‟émissions de COV émis pour chaque tonne de résine produite serait composé
de 1,3244 kilogramme d‟un mélange de formaldéhyde, de benzène et de cumène, ainsi que
de 1,74 kilogramme de phénol (Athena, 1993). Plus précisément, selon une approche de
cycle de vie, les émissions atmosphériques associées à la production d‟une tonne d‟adhésif
de phénol formaldéhyde sont telles que présentées dans le tableau 4.7.
49
Tableau 4.6 Émissions atmosphériques associées à la production de produits de bois d‟œuvre (g/t)
CO2 SO2 NOx COV CH4 CO PST
Bois de charpente
Extraction 98 000 132 1068 158 32 979 -
Fabrication 419 000 119 559 81 33 83 407
Total 517 000 251 1627 239 65 1062 407
Contreplaqué
Extraction 87 000 118 953 141 29 874 -
Fabrication 500 000 30 668 408 35 112 699
Total 587 000 148 1621 549 64 986 699
Panneaux de particules (OSB, fibres, etc.)
Extraction 102 000 138 1115 165 33 1022 -
Fabrication 488 000 159 685 230 43 91 502
Total 590 000 297 1800 395 76 1113 502
Adapté de Athena, 1993
Tableau 4.7 Émissions atmosphériques associées à la production canadienne d‟adhésif de phénol formaldéhyde (en gramme par tonne)
CO2 SO2 NOx COV CH4 CO PST
Manufacture 1 445 000 1105 1822 35 31 461 1639
Procédé - - - 1324 - - -
Transport 106 000 154 1420 126 56 537 -
Dérivés phénoliques - - 1740 - - -
Total 1 551 000 1259 3 242 3225 87 998 1639
Adapté de Athena, 1993
4.4.5 Changements climatiques
Les forêts étant des réservoirs vitaux de carbone, un aspect important de la production de
bois d‟œuvre concerne le cycle de cet élément. Cette caractéristique place la forêt et son
exploitation au cœur de la problématique des changements climatiques. Le bois absorbe le
CO2 de l‟atmosphère lors de sa constitution par le phénomène de photosynthèse. Composé
pour moitié de carbone, l‟arbre, durant sa croissance, absorbe le CO2, fixe le carbone puis
rejette l‟oxygène. Selon le Centre de Transfert de technologie en Aménagement et
50
Construction Durable, l‟arbre absorbe 1,6 tonne de CO2, émet 1,1 tonne d‟oxygène et fixe 0,5
tonne de carbone pour constituer une tonne de bois pendant sa croissance (Sharaid-Rad,
2002). Les forêts boréales stockeraient environ 500 gigatonnes de carbone dans la masse
forestière ainsi que dans l‟humus du sol (OFME, s.d.).
Nonobstant ce fait, selon le Groupe d‟experts intergouvernemental sur l‟évolution du climat
(GIEC), les récoltes forestières entraîneraient un rejet ponctuel et instantané de carbone.
Toutefois, le bois utilisé en tant que matériau de construction ne se dégradant pas, il
n‟émettrait pas de carbone jusqu‟au moment de sa destruction, soit par l‟homme, le feu, les
insectes ou autres, constituant ainsi une réserve de carbone stocké qui un jour retournera à
l‟atmosphère.
La figure 4.1 présente un exemple de scénario probable de bilan cumulatif de séquestration
et d‟émissions de carbone évitées lors de la récolte d‟un peuplement forestier tous les 40
ans, suivi d‟une régénération des produits forestiers traditionnels. Ce graphique suggère
qu‟une partie de la récolte est utilisée en tant que combustible, en remplacement des
combustibles fossiles. Il présente aussi le bilan du carbone séquestré dans les produits et
matériaux de bois (Figure 4.2), dans le sol et dans la litière, et ce, sur une échelle de 100
ans.
Figure 4.1 Bilan cumulatif de séquestration et d‟émissions évitées de dioxyde de carbone.
Tirée de GIEC, 2001
51
Figure 4.2 Cycle et durée de séquestration du carbone dans les matériaux de bois. Tirée de Géoconfluences, 2002
Un enjeu important concernant les forêts et les changements climatiques se situe au niveau
de la protection de celles-ci face aux incendies, aux invasions destructrices d‟insectes et aux
coupes intensives non régulées, causant des rejets spontanés et massifs de CO2 dans
l‟atmosphère. Par ailleurs, l‟arbre a une durée de vie limitée, de quelques décennies ou
siècles. En fin de vie, il se décompose et rejette ainsi le gaz carbonique absorbé durant sa
période de croissance. Il est suggéré, dans un contexte de lutte contre les gaz à effet de
serre, de récolter la ressource forestière à maturité et de le stocker. Pour ce faire, il est
possible d‟utiliser le bois en tant que matériau de construction. Une forêt rasée, lorsqu‟elle
repousse, émet du CO2 pour les quinze premières années car la biomasse, présente en très
faible quantité, ne compense pas pour les émissions de CO2 provenant de la couche de sol
en dégradation. Une fois cette période passée, la forêt devient un puits de carbone (Sharai-
Rad, 2002).
52
Bien que le bois présente un bilan de CO2 relativement neutre, une attention particulière doit
être portée au niveau de l‟utilisation des résines et adhésifs lors de la fabrication de
contreplaqué ou de panneaux de particules. En effet, la production d‟une tonne de cette
résine phénolique engendre l‟émission non négligeable de 1,55 tonne de CO2.
4.5 Santé et bois de construction
Une construction en bois naturel a peu d‟impact négatif sur la santé et la qualité de l‟air
intérieur. Toutefois, le bois naturel, c‟est-à-dire sans fongicide, est sujet à la moisissure
lorsqu‟il est en contact avec l‟humidité. De plus, certains individus sont hypersensibles aux
matériaux de construction en bois, ce qui constitue une forme d‟allergie. Les bois résineux,
qui entrent en quantité non négligeable dans la construction résidentielle, contiennent
largement de terpènes, un hydrocarbure qui contribue à l‟émission de COV naturels irritants
(Perrier, s.d.) pouvant faire réagir certaines de ces personnes.
Un des bienfaits du bois provient de sa nature hygroscopique. En effet, les cellules de bois
absorbent et conservent une certaine quantité d‟eau qui est relâchée lorsque l‟humidité
diminue, équilibrant ainsi le taux d‟humidité ambiante de la résidence (Dupuy, 2008). D‟un
autre côté, certaines pièces de bois structurel reçoivent des traitements particuliers pour
résister à l‟humidité. Ces dernières sont particulièrement utilisées dans les sous-sols des
maisons. Au Canada, l‟arséniate de cuivre chromaté (ACC) et l‟arséniate de cuivre
ammoniacal (ACA) sont les agents généralement utilisés pour préserver le bois contre
l‟humidité, et ce, particulièrement dans les milieux humides de la maison (couvre-joints,
toiture ou bas de portes). L‟ACC et l‟ACA constituent des sources possibles d‟arsenic
aéroporté et de spores fongiques dans les murs de bois traité, particulièrement dans les
sous-sols de maison. En effet, la moisissure favorise la croissance d‟espèces fongiques dans
les milieux bâtis. Ces derniers, ainsi que l‟arsenic, risquent de s‟échapper durant de longues
années après la construction, contaminant l‟air intérieur de la maison (SCHL, 2007).
Pour les composantes telles que les charpentes, un autre traitement de préservation du bois
contre les risques de biodétérioration est privilégié. Ce produit est à base de borate de
sodium, élément également utilisé pour rendre le bois ignifuge (Forintek Canada, 2002).
Considéré comme une alternative écologique au traitement du bois à l‟ACC par La Maison du
21e siècle, le borate de sodium est soluble dans l‟eau et ne doit pas être utilisé dans les
zones très humides. Toutefois, une exposition importante aux borates de sodium, telle que
53
dans le cas de certains travailleurs, peut causer une irritation pulmonaire et une forte toux
(Stellman, 2000).
L‟utilisation massive de contreplaqué et de panneaux de particules dans la construction
domiciliaire entraîne des émanations de contaminants de type COV affectant la qualité de
l‟air intérieur. En effet, le formaldéhyde, combiné à l‟urée ou au phénol, forme la résine
thermodurcissante utilisée en tant qu‟adhésif dans la production du contreplaqué et des
panneaux de particules. Il constitue une source d‟émanation gazeuse contribuant à diminuer
la qualité de l‟air intérieur de l‟habitation.
Même à de faibles concentrations, le formaldéhyde provoque, à l‟état de gaz ou de vapeur,
l‟irritation et l‟inflammation des yeux, des muqueuses des voies respiratoires supérieures et
de la peau. Il contribue à la sensibilité et au développement d‟allergies chez les occupants de
la résidence. Lors d‟une exposition plus importante ou plus longue, une fatigue accrue, de
l‟angoisse, de la somnolence ou des nausées sont des conséquences neurologiques pouvant
survenir (Genève, 2009). Une grande quantité inhalée provoque des brûlures de l‟œsophage
et de la trachée (BMZ, 1995). Lorsqu‟une personne est exposée à de fortes doses, certains
cancers peuvent se développer (Genève, 2009). Cela fait toutefois état de controverses
parmi les scientifiques, malgré que non exclu des possibilités (BMZ, 1995).
Selon certaines études américaines, la concentration de formaldéhyde provenant des
panneaux de particules dans les habitations résidentielles varie entre 0,012 à 3,84
milligrammes par mètre cube. Le taux de toxicité par inhalation de formaldéhyde est de 17
milligrammes par mètre cube pour un horizon de 30 minutes. Une concentration de 650
millilitres de vapeur de formaldéhyde par mètre cube peut s‟avérer mortelle (BMZ, 1995).
Finalement, le bois présente un portrait global intéressant en construction résidentielle.
Toutefois, un déclin de sa qualité en tant qu‟ossature se ferait sentir depuis quelques années
seulement (Dupuy, 2008). Parallèlement, la conscientisation grandissante envers
l‟exploitation et l‟épuisement des ressources forestières aurait aussi contribué à ce déclin de
l‟utilisation du bois dans la charpente. C‟est ainsi que l‟acier prend une place de plus en plus
prépondérante sur le marché des structures de charpente en tant que matériau de
remplacement du bois d‟œuvre.
54
4.6 Fabrication d’acier au Canada
Solide, résistant et malléable, l‟acier se retrouve partout dans une construction domiciliaire :
l‟ossature, le revêtement, la toiture, les vis et les clous. D‟une durée de vie quasi illimitée, ses
principaux avantages sont qu‟il ne pourrit pas, ne se contracte pas ni ne se dilate, sans
compter qu‟il peut aisément être préfabriqué (White, 2007). Une charpente en acier peut être
jusqu‟à 60% plus légère qu‟une charpente en bois (ICTAB, 1994), ne nécessite pas de
maintenance (White, 2007) et n‟est pas susceptible au feu et aux insectes. Sa production
requiert du fer, du charbon, du coke, de la chaux, du nickel, du chrome et du zinc. Au total,
2,5 tonnes de matières premières entrent dans la production d‟une tonne d‟acier (Dupuy,
2008).
L‟industrie de l‟acier au Canada présente une capacité de l‟ordre de 20 millions de tonnes par
année et environ 300 000 tonnes additionnelles dédiée aux forges et fonderies. Le centre de
la production canadienne, bien que celle-ci se retrouve pratiquement sur l‟ensemble du
territoire, se situe dans le sud de l‟Ontario. Il existe un autre producteur d‟acier important au
Canada, situé à Contrecœur, au Québec. La capacité de production de l‟aciérie de
Contrecœur atteint les 1 800 000 tonnes par année (Athena, 2002). Deux catégories de
produits sont fabriquées dans les aciéries canadiennes : les laminés plats et les produits faits
en longueur. Ceux-ci sont fabriqués selon deux voies de production : la voie intégrée à partir
du minerai de fer, et la voie non intégrée se basant sur le recyclage de la ferraille. Les
aciéries intégrées produisent le métal chaud à même le minerai de fer et la coke, dans un
haut-fourneau à oxygène soufflé. Celles-ci produisent la majorité des laminés plats. Les
aciéries non intégrées se spécialisent quant à elles dans les produits en longueur (Athena,
2002).
4.7 Consommation d’énergie et acier
Plusieurs développements technologiques ont été mis en place au cours de la dernière
décennie par les producteurs d‟acier dans l‟optique de réduire les coûts de production,
d‟améliorer la qualité du produit fini et de prolonger la durée de vie utile des pièces. Plusieurs
méthodes ont été développées pour conserver l‟énergie, particulièrement durant les procédés
de cuisson, et ce, autant dans les hauts-fourneaux à l‟oxygène (minerai) que ceux à
l‟électricité (ferraille). L‟étape de production, que ce soit au niveau d‟une aciérie intégrée ou
non, est celle consommant le plus d‟énergie. Cette étape consomme respectivement 60 % et
40 % de l‟énergie totale pour chacun des types d‟aciéries. Les aciéries intégrées comptent
55
pour 85 % du total de l‟énergie consommée dans la production de l‟acier. Elles ont ainsi été
la cible principale concernant les initiatives de réduction de l‟énergie et sont passées d‟une
consommation spécifique de 20 GJ par tonne d‟acier vierge à 19 GJ par tonne. Les aciéries
non intégrées quant à elles sont passées d‟une consommation d‟énergie totale de 9,05 GJ
par tonne d‟acier vierge à 8,05 GJ par tonne (Athena, 2002). L‟énergie intrinsèque d‟une
tonne d‟acier structural se situe à 39,5 GJ tandis que la production d‟acier recyclé ne requiert
que 39% de ce total d‟énergie (Athena, 2002), estimé à 15,4 GJ par tonne d‟acier recyclé
produit. Le détail de la consommation d‟énergie nécessaire à la production d‟une tonne
d‟acier est présenté au tableau 4.8. L‟exemple de la production de fermes en acier, qui
constitue une pièce importante de l‟ossature, est présenté.
Tableau 4.8 Énergie nécessaire pour la production d‟une tonne de fermes en acier (GJ/t).
Énergie Procédé chimique
Énergie provenant des déchets
Énergie de sources diverses (1)
Total
3,52571 0,82839 35,16016 39,5
(1) Électricité, gaz naturel, mazout, oxygène, etc. (2) Athena, 2002
4.8 Consommation d’eau et acier
La consommation d‟eau dans la production de l‟acier varie fortement selon le type d‟aciérie
étudié et la méthode de production préconisée. En moyenne, la fabrication d‟une tonne
d‟acier en longueur nécessite 85 216,47 litres d‟eau tandis que la production d‟une tonne de
laminés plats requiert en moyenne 77 700 litres d‟eau (Athena, 2002). Par ailleurs, et ce,
pour la majorité des aciéries, l‟affluent d‟eau à l‟usine de production représente la même
quantité d‟eau que celle de l‟effluent en fin de procédé. L‟eau de refroidissement, qui n‟est
jamais en contact avec l‟acier ou un de ses composés, est rejetée directement dans les cours
d‟eau adjacents des aciéries, et représente 50 % de la décharge totale.
4.9 Impacts environnementaux de l’acier
Les impacts environnementaux de la production d‟acier sont en partie imputables aux
volumes importants de production ainsi qu‟aux matières premières entrant dans sa
composition. En effet, le fer, le charbon, la coke, la chaux, le nickel, le chrome et le zinc
entrent dans sa production et entraînent des impacts environnementaux propres, qu‟il est
nécessaire d‟additionner aux impacts inhérents aux procédés de fabrication de l‟acier. Le fer,
56
mélangé au carbone, constitue l‟étape principale et celle consommant le plus d‟énergie dans
le processus menant à l‟acier. Le fer est extrait de mines à ciel ouvert et nécessite une
grande purification avant la production de l‟acier. Une fois purifié, il est transformé en pellets
cuits à 1315,5 degrés Celsius (˚C). Le charbon et la coke proviennent quant à eux de mines
souterraines. Ces dernières nécessitent un creusage profond du sol, causant une
déstabilisation de la terre, de l‟érosion et de la contamination potentielle découlant des
procédés d‟extraction. Le nickel, qui améliore la trempe de l‟acier et augmente sa résistance
aux températures froides et à l‟érosion, a une énergie intrinsèque très élevée associée à sa
cuisson à plus de 1453 ˚C (Dupuy, 2008).
4.9.1 Effluents liquides
La fabrication d‟une tonne d‟acier nécessite 85 216,47 litres d‟eau. Puisque 70 % de l‟eau
des procédés de fabrication est destinée à l‟étape de refroidissement de l‟acier, un certain
réchauffement des eaux naturelles est associé aux rejets liquides de cette production,
pouvant affecter les écosystèmes du bassin récepteur.
L‟effluent liquide est d‟environ la même ampleur que la quantité d‟eau nécessaire aux
procédés de fabrication et présente un pH de 8,045. Cet effluent contient une charge non
négligeable de contaminants, de l‟ordre de 95 kilogrammes par litre. Ces contaminants sont,
entre autres, des matières en suspension (44,44 kilogrammes par litre), des huiles, des
graisses (22,44 kilogrammes par litre), des sulfures (2,35 kilogrammes par litre), du chlore, et
des traces de chrome, nickel, phénols et de benzo-pyrène (Tableau 4.9).
Toutefois, l‟eau pompée et transportée à l‟aciérie transporte préalablement un certain niveau
de contaminant qu‟il faut considérer et, dans certains cas, quelques contaminants seront
présents en concentration moindre dans l‟effluent que dans l‟affluent. C‟est le cas par
exemple du benzène (0,065 kilogrammes par litre), du zinc (0,08 kilogrammes par litre) ou
des phosphates (0,011 kilogrammes par litre) (Athena, 2002).
57
Tableau 4.9 Composition de l‟effluent liquide suite à la production d‟une tonne de fermes en acier (kg/l)
Contaminants Bilan net (kg/L)
Matières en suspension 44,439
Benzène 0,06523
Huiles et graisses 22,44
Sulfures 2,349
Zinc 0,08119
Plomb 0,170
Fer 0,282
Cyanure 0,799
Phosphates 0,01079
Phosphore 0,01759
Ammoniaque 15,364
Chlore 8,357
Fluor 0,236
Nitrogène 0,871
Naphtalène 0,0533
Total 95,535
Adapté de Athena, 2002
4.9.2 Matières résiduelles
Les résidus solides de production de l‟acier proviennent principalement des procédés
chimiques et de la cuisson de l‟acier dans les hauts-fourneaux. Ces résidus sont composés
de poussières, de laitiers et de scories, et certains d‟entre eux, par exemple les laitiers de
production du coke, sont classés comme résidus dangereux et nécessitent une manipulation
particulière en fin de vie. La production d‟une tonne d‟acier rejette 17,57 kilogrammes de
poussières et 226,98 kilogrammes de scories (Athena, 2002).
Durant la construction, le design préalable des pièces de la charpente en acier assure
l‟optimisation de la matière. Un minimum de matériel permet alors un maximum d‟effet. Ainsi,
peu de pertes sont reliées à l‟utilisation de l‟acier sur un site de construction. L‟acier compte
pour seulement 5 à 7 % du total des déchets de construction et de démolition. Ceci devient
58
d‟autant plus significatif lorsque le fait que les déchets de construction in situ correspondent à
10 à 30 % de l‟ensemble des déchets de construction est pris en considération (White, 2007).
L‟acier peut être récupéré et réemployé plusieurs fois avant d‟être dépourvu d‟utilité et vendu
à des fins de recyclage. De plus, en fin de vie, l‟acier peut être recyclé à 100 % et à plusieurs
reprises sans perdre ses propriétés physiques et chimiques. L‟acier et le zinc seraient même
infiniment recyclables, selon certaines études (White, 2007 ; Dupuy, 2008). De cette
caractéristique naît l‟idée qu‟il n‟y a pas de perte durant la vie utile du matériau, permettant
ainsi de détourner une quantité importante de matières des sites d‟enfouissement et de
limiter la pression sur les ressources naturelles non renouvelables. Présentement, 70 % de
l‟acier provient de ressources vierges et 30 % provient de matières recyclées et de métaux
secondaires. L‟acier représente à lui seul 80 % du métal disponible à des fins de recyclage
(Wildt and Cook, 2002).
4.9.3 Émissions atmosphériques
Tout comme pour la consommation d‟énergie, l‟industrie canadienne de l‟acier a fait plusieurs
efforts au cours de la dernière décennie pour réguler et contrôler ses émissions
atmosphériques. Auparavant, cette industrie était reconnue pour ses cheminées de fumées
denses et foncées. Aujourd‟hui, bien que ses émissions atmosphériques ne soient pas sans
contaminant, l‟industrie est parvenue à atteindre un niveau zéro d‟émission atmosphérique
visible. Cet aboutissement fait suite à l‟installation d‟équipements de contrôle des émissions
tels que des précipitateurs électrostatiques et des épurateurs de gaz. Ces améliorations
technologiques entraînent néanmoins des impacts secondaires, tels qu‟une hausse de la
consommation d‟énergie (Athena, 2002).
Actuellement, les émissions atmosphériques émises proviennent en majorité de la fabrication
de l‟acier (Tableau 4.10). Elles concernent particulièrement le dioxyde et le monoxyde de
carbone, avec des émissions respectives de 2157,64 et 26,34 kilogrammes par tonne.
Les aciéries intégrées sont responsables de la majeure partie des émissions
atmosphériques, et ce, par rapport à l‟ensemble du secteur du fer et de l‟acier. En effet, elles
rejettent environ 80 % des émissions des principaux contaminants atmosphériques, 85 % des
émissions de GES et une majorité des émissions de benzène et d‟hydrocarbures
aromatiques polycycliques (Canada, 2004a).
59
Par ailleurs, de cette production, qui nécessite le traitement de différentes matières
premières, résulte des émissions atmosphériques diverses qui ne sont pas énumérées dans
le tableau 4.9, telles que des émissions de chrome hexavalent et de dioxyde de soufre. Plus
particulièrement, les procédés de fabrication du coke et du fer sont à l‟origine de la plupart
des émissions des aciéries intégrées (Canada, 2004a). Les émissions découlant des fours à
coke, par exemple, engendrent un cocktail d‟émissions constitué d‟ammoniaque, de
particules de charbon et de goudron, d‟hydrocarbures polycycliques et de souffre. La fonte
d‟une tonne de nickel produirait huit tonnes de soufre (Dupuy, 2008). Ce sont là des
exemples d‟émissions atmosphériques venant appuyer l‟importance de miser sur un taux de
récupération et de recyclage important dans une industrie semblable à celle de l‟acier.
Tableau 4.10 Émissions atmosphériques de la production de fermes d‟acier (kg/t)
Potentiel de réchauffement
climatique
Potentiel d‟acidification
Potentiel de création d‟ozone troposphérique
Potentiel de
contribution au smog
Unités CO2 CH4 SO2 NOx COV CO Particules
Fabrication 2157,64 0,10 5,36 2,70 3,71 26,34 1,57
Transport 50,04 - 0,12 0,06 0,09 0,61 0,04
Total 2207,68 0,10 5,48 2,76 3,8 26,95 1,61
Adapté de Athena, 2002
4.9.4 Changements climatiques
La production d‟acier génère une quantité non négligeable de CO2, de l‟ordre d‟un peu plus
de deux tonnes pour chaque tonne d‟acier produit, et ce, en dépit des efforts de l‟industrie
pour réduire ces émissions et contribuer à la lutte contre les changements climatiques.
Toutefois, des efforts notables sont faits au niveau du recyclage de l‟acier. Selon le groupe
Responding to Climate Change (RTCC), l‟acier recyclé ferait économiser 600 millions de
tonnes de CO2 par an, présentant une émission de l‟ordre de 0,4 à 0,8 tonne de CO2 par
tonne d‟acier produit. Un intérêt particulier est présent dans la filière du recyclage de l‟acier,
d‟autant plus que, pour le moment, l‟apport de ferrailles dans le processus de fabrication de
l‟acier par la voie de la fonte constituerait, selon plusieurs chercheurs, le seul moyen
technique de production de l‟acier permettant de réduire les gaz à effet de serre associés aux
60
étapes des hauts-fourneaux. Toutefois, le coût de la ferraille a monté considérablement au
cours des dernières années (Figure 4.3) pouvant influencer le marché de l‟acier recyclé.
Figure 4.3 Indice du coût de la ferraille. Tirée de FERCIS, 2008, p.50.
Par ailleurs, tel qu‟il a été vu dans la section concernant la fabrication de l‟acier au Canada, la
voie non intégrée de production utilise principalement des fourneaux électriques pour assurer
la fonte de la ferraille, comparativement à l‟utilisation d‟énergies fossiles par la voie intégrée
de production. Il s‟agit là aussi d‟un gisement potentiel de réduction des émissions de GES.
4.10 Santé et acier
L‟acier, en tant que matériau de construction résidentielle, n‟a pas d‟incidence sur la qualité
de l‟air intérieur, car, stable, il n‟émet pas de contaminant. Or, le produit utilisé pour enduire
les charpentes d‟acier peut être une huile à base de pétrole et émettre certains contaminants
pouvant nuire aux personnes hypersensibles.
Un autre aspect de l‟utilisation de l‟acier en tant qu‟ossature de la maison et pouvant affecter
la qualité de l‟air intérieur se situe au niveau des champs électromagnétiques provenant des
lignes de haute tension, des transformateurs et de certains appareils à la maison. Les
structures en acier attirent et entraînent ces champs vers l‟intérieur de la résidence (Dupuy,
2008). Les champs électromagnétiques sont associés à une hausse de l‟incidence des
cancers chez les jeunes enfants vivant près des lignes de haute tension. Le risque serait
jusqu‟à cinq fois plus grand à ces endroits, et favoriserait l‟apparition du cancer du sein chez
61
la femme (Kheifets, 2005 ; Levallois, 1997). L‟Agence internationale de recherche sur le
cancer a classé les champs électromagnétiques comme possiblement cancérigènes pour
l‟homme. Une façon de contrer ces perturbations électromagnétiques est d‟assurer que ces
structures métalliques ont pied en terre.
Durant sa production, l‟acier entraîne des impacts potentiels sur la santé respiratoire de la
collectivité, en rejetant des contaminants préoccupants dans l‟atmosphère. En effet, sa
production et celle des matières premières qui le composent produisent des émissions non
négligeables des principaux contaminants atmosphériques (COV, SO2, CO, CH4, CO2 et
particules respirables), ayant une incidence directe sur les fonctions respiratoires de la
population. Par ailleurs, les laitiers et les boues découlant de la production du coke sont
classés parmi les substances potentiellement cancérigènes et sont des déchets dangereux
devant être enfouis dans des sites techniques spécialisés. Dans le même ordre d‟idée,
l‟exposition au chrome hexavalent est associée à une plus grande incidence du cancer des
bronches (Dupuy, 2008).
Finalement, l‟acier est généralement recouvert d‟une huile de traitement contre la rouille et de
peinture. Ces éléments ne sont généralement pas enlevés avant le recyclage. Lors de la
fonte de la ferraille, ils émettent des dioxines dans l‟atmosphère, sans compter qu‟ils
contribuent à la diminution de la qualité du matériau recyclé par sa contamination lors de la
fonte de la ferraille (Canada, 2004a).
4.11 Alternatives
Peu d‟alternatives au bois et à l‟acier existent pour mettre sur pied la charpente d‟une
maison. Puisque cette dernière se doit d‟être solide, résistante aux intempéries et au bris, le
bois et l‟acier sont des matériaux intéressants pour remplir ce rôle. Un autre matériau parfois
utilisé est le béton afin de fabriquer les murs de la construction en entier. Or, le béton
présente un lourd profil d‟impact environnemental, tel qu‟il a été présenté dans le chapitre
précédent.
L‟utilisation de bois certifié découlant d‟une sylviculture viable est une alternative intéressante
pour atténuer les impacts environnementaux de cette étape de construction. La Forestry
Stewardship Council (FSC) est une certification en place au Canada qui certifie que le bois
d‟œuvre provient de forêts gérées de façon durable. Cette certification assure la pérennité de
la ressource bois en considérant sa régénération naturelle et les limitations du sol.
62
Le bois d‟œuvre provenant de ce type de culture (nommé « vert » pour les fins de cet essai)
a une énergie intrinsèque de 1,138 MJ par 1000 pieds, en comparaison aux 2,8 MJ
nécessaires pour la production d‟une quantité similaire de bois traditionnel (Athena, 2002). La
principale source de consommation d‟eau lors de la production de bois « vert », tout comme
pour la production de bois d‟œuvre traditionnel, est la manufacture. Pour produire 1000 pieds
de bois d‟œuvre « vert », 23 litres d‟eau sont nécessaires lors du procédé et 7 litres d‟eau
pour les bouilloires, pour un total de 30 litres d‟eau, comparativement à 51 litres pour la
production de bois traditionnel (Athena, 2002). La figure 4.6 illustre que la production de bois
« vert » est moins consommatrice de ressources énergétiques et en eau que la production de
la même quantité de bois d‟œuvre traditionnel.
Figure 4.6 Portrait de l‟inventaire eau et énergie pour la production de 1000 pieds de bois d‟œuvre traditionnel et « vert ».
Une autre alternative à l‟utilisation du bois d‟œuvre traditionnel est l‟utilisation du bois
récupéré, que ce soit in situ ou ex-situ. À ce moment, le bois peut provenir de la
déconstruction d‟un autre bâtiment. Le bois récupéré présente un très faible impact
environnemental puisqu‟il contribue à détourner des matières résiduelles des sites
d‟enfouissement et des incinérateurs vers une réutilisation et un réemploi, tout en contribuant
au ralentissement de l‟épuisement des ressources naturelles. Cette méthode nécessite des
méthodes de construction ayant pris en considération la fin de vie du bâtiment ainsi qu‟une
formation préalable des ouvriers de chantier afin qu‟ils déconstruisent en assurant la
récupération maximum des morceaux de bois, plutôt que de simplement démolir le bâtiment.
63
Lors de l‟utilisation de bois dans la construction résidentielle, et ce, qu‟il soit certifié ou non, il
est possible de réduire les incidences sur la santé reliées aux produits utilisés lors de son
traitement. En effet, l‟arsenic utilisé dans le traitement du bois peut être remplacé par un
traitement au cuivre à l‟ammoniaque quaternaire. Le bois est alors sans arsenic ni chromes
cancérigènes mais contient tout de même un fongicide contre les champignons résistants au
cuivre. Les surcoûts associés à ce bois traité oscillent entre zéro et 30 %, selon les
marchands. Une autre alternative de traitement existe et peut être préparée à la maison. Le
produit LifeTime, une technique provenant de Scandinavie, protège contre la pourriture du
bois. Il s‟agit d‟une poudre à base de plantes et de minéraux, prête à être dissoute dans l‟eau
puis appliquée au pinceau sur le bois. Distribué au Québec, le produit ne laisserait aucun
résidu toxique dans l‟eau et le sol, et une seule application serait valable à vie, tout en
permettant au bois d‟être peint ou teint.
Tel qu‟il a été vu, des impacts sur la santé et l‟environnement non négligeables découlent de
l‟utilisation de contreplaqué et de panneaux de particules. Il existe maintenant sur le marché
des produits similaires ne contenant pas d‟urée-formaldéhyde, limitant ainsi l‟émission de
COV irritants dans la maison, sans compter que certains de ces panneaux sont parfois
entièrement fabriqués de déchets postindustriels ou provenant du recyclage des résidus de
scieries. En ce sens, les panneaux New Green de la compagnie Uniboard ne contiennent pas
d‟urée formaldéhyde et sont entièrement faits de matières recyclées. Toutefois, leur prix peut
être jusqu‟à être 30 % plus élevé qu‟un panneau de particule régulier (Bouchard, 2009).
En ce qui concerne l‟utilisation de l‟acier en tant qu‟ossature de la résidence, les qualités
intéressantes du matériau sont à considérer. Toutefois, l‟ampleur des impacts
environnementaux découlant de sa fabrication est colossale, que ce soit sur l‟eau, l‟air, le sol,
les champs magnétiques et telluriques ou la pression qu‟il exerce sur les ressources
naturelles. Tout cela en fait un matériau peu intéressant au niveau environnemental.
Toutefois, la production d‟acier à partir de ferrailles constitue une alternative intéressante,
autant dans une optique de réduction des émissions de GES que dans celle d‟une meilleure
gestion des matières résiduelles.
4.12 Analyse comparative des matériaux d’ossature et de charpente
Bien que cet essai concerne principalement les matériaux de construction d‟une résidence, il
est nécessaire de jeter un regard sur les effets du choix d‟un matériau durant l‟opération du
bâtiment. En ce sens, la comparaison entre la résistance thermique du bois et de l‟acier
64
s‟avère intéressante et révélatrice concernant la consommation d‟énergie nécessaire à
l‟opération du bâtiment (figure 4.7).
En effet, les matériaux peuvent être comparés selon leur valeur RSI dans un mur sans
isolant. Il en ressort que la résistance thermique du bois est plus élevée que celle de l‟acier,
et ce, à condition d‟épaisseur égale. Il en découle une diminution des coûts liés aux
dépenses énergétiques lors de l‟exploitation du bâtiment, contribuant ainsi à la diminution de
l‟empreinte écologique globale du bâtiment.
Figure 4.7 Comparaison des valeurs RSI de murs à ossature bois et métal. Tirée de
http://www.cecobois.com/
À des fins comparatives, les données d‟inventaire du cycle de vie de l‟acier et du bois ont fait
l‟objet d‟une analyse selon chaque indicateur environnemental, présentée dans le tableau
récapitulatif 4.11.
Selon ces données, et bien que l‟étude soit incomplète et qu‟elle ne permette pas d‟affirmer
avec certitude et précision l‟ampleur des impacts environnementaux des matériaux, il est
possible de constater que l‟ossature en acier augmente considérablement l‟empreinte
écologique de la résidence. Il s‟agirait, dans les limites de cet essai, du matériau présentant
le pire profil environnemental. Une moyenne de 4 lui a été attribuée, en comparaison à des
moyennes allant de 1,82 à 2,77 pour les produits d‟ossature en bois.
65
Globalement, l‟acier présente un potentiel de déplétion des ressources énergétiques et de
matières premières plus élevé que celui du bois. La cote de 5 a été attribuée à chaque
paramètre de déplétion des ressources par la production d‟acier.
L‟impact environnemental le plus important découlant de la production d‟une charpente
résidentielle en acier serait, selon ces données, au niveau du potentiel de contribution au
réchauffement climatique. En effet, la production d‟une tonne de fermes d‟acier génère
quelque 2207,68 kilogrammes de dioxyde de carbone ainsi que 100 grammes de méthane,
comparativement à une émission variant entre 517 et 590 kilogrammes de CO2 et 64 et 76
grammes de CH4 pour la production de la même quantité de bois d‟œuvre, toute catégorie de
bois d‟œuvre confondue. Ainsi, des cotes de 4 et de 5 ont été attribuées à ces paramètres
pour l‟acier, tandis que des cotes de 1 et de 2 ont été attribuées aux matériaux de bois. Par
ailleurs, le potentiel d‟acidification atmosphérique ainsi que celui de création d‟ozone
photochimique sont très élevés pour l‟acier, comparativement au bois.
Un aspect important à souligner toutefois est l‟absence d‟incidence sur la qualité de l‟air que
génère l‟utilisation de l‟acier en tant qu‟ossature de la résidence. Il s‟agit du seul paramètre
concernant l‟acier où ce dernier s‟est vu attribué une cote de 1, comparativement à des cotes
de 4 pour les produits de bois. Aucune émission de contaminant dans l‟air intérieur de la
maison n‟est associée à ce matériau, comparativement à l‟utilisation du bois.
66
Tableau 4.11 Tableau récapitulatif des matériaux de charpente sélectionnés
Note : (+) : symbole associé à une émission de contaminant affectant la qualité de l‟air intérieur de la résidence
(0) : symbole associé à l‟absence d‟impact sur la qualité de l‟air intérieur de la résidence (–) : signifie qu‟il n‟y a pas de donnée disponible.
(1) Athena, 1993 (2) Athena, 2002 (3) Wilson and Sakimoto, 2006
Indicateurs Composantes Unité
Bois de
charpente1
Contreplaqué1
Panneaux de particules
1
Acier2
Résultats Cote Résultats Cote Résultats Cote Résultats Cote
Déplétion des ressources
Énergie GJ/t 2,68 1 10,40 3 10,17 3 39,50 5
Eau l/t - - 41633 3 12 151 4 85 22 5
Matières premières kg/t 1851 3 2000 4 1450 2 2500 5
Effluent liquide
Turbidité MES kg/l - - - - - - 44,434 5
DCO kg/l - - - - - - - -
DBO kg/l - - - - - - - -
NH3 kg/l - - - - - - 16,36 5
Potentiel d‟eutrophisation N kg/l - - - - - - -
P kg/l - - - - - - 0,03 1
Production de déchets Durant la production kg/t 282 5 65 1 274 5 244,55 4
Potentiel de récupération - Oui 1 Oui 2 Oui 2 Oui 1
Émission atmosphérique
Potentiel d‟acidification SOx g/t 251 2 148 1 297 2 5480 5
NOx g/t 1627 1 1621 1 1800 3 2760 5
Potentiel de création d‟ozone photochimique
COV g/t 239 1 549 2 395 2 3800 5
CO g/t 1062 3 986 1 1113 3 2695 5
Potentiel de smog Particules g/t 407 1 699 2 502 2 1610 5
Potentiel de contribution au changement climatique
CO2 kg/t 517 1 587 2 590 2 2207,68 5
CH4 g/t 65 1 64 1 76 2 100 4
Santé des occupants Qualité de l‟air intérieur - - - (+) 4 (+) 4 (0) 1
Total additionné 20 24 32 65
Moyenne des cotes 1,82 2,07 2,77 4
67
5 ISOLATION « Les écologistes ne s'intéressent pas
qu'au cul des oiseaux et à la chlorophylle ! » – Noël Mamère
L‟isolation des bâtiments s‟inscrit en tant que technologie durable d‟importance pour
économiser de l‟énergie de chauffage et de climatisation. L‟isolant sélectionné est un
matériau déterminant de l‟efficacité énergétique de la construction, contribue à la
conservation des ressources énergétiques et diminue la charge de pollution atmosphérique
associée à la combustion d‟énergie fossile (Schmidt et al., 2004). Lorsque bien isolée, une
résidence réduit son fardeau environnemental en diminuant ses besoins énergétiques tout au
long de sa vie utile. Il existe sur le marché plusieurs types d‟isolants, composés de matières
diverses et présentant des cycles de vie variés. Néanmoins, bien que certains isolants ne
soient pas entièrement naturels, ils remplissent tous la même fonction, soit de limiter la
quantité d‟énergie nécessaire au chauffage et à la climatisation des résidences (Ardente, et
al., 2008). Ainsi, l‟efficacité énergétique que l‟isolant assure à long terme est le point le plus
déterminant dans une perspective environnementale (Ecohabitation, 2008a).
Plusieurs conditions doivent être rencontrées pour assurer une isolation adéquate de la
résidence. Les caractéristiques premières sont la résistance aux flux de chaleur, au feu et le
comportement face à l‟humidité (Koivula et al., 2005). Les caractéristiques secondaires sont
la capacité à combler les cavités uniformément afin d‟éviter les infiltrations d‟air, la durabilité
et l‟habileté à promouvoir une bonne qualité d‟air intérieur (Canada, 2009a ; Koivula et al.,
2005). Trois grandes catégories d‟isolants se partagent actuellement le marché traditionnel :
l‟isolant de fibres minérales (laine minérale), de mousse de plastique (polymérique) et de
fibres naturelles (fibres cellulosiques). Différentes fibres naturelles ont fait leur apparition sur
le marché en tant qu‟alternatives écologiques à l‟isolation des résidences. De ces produits, la
laine de mouton, le lin et le chanvre sont parmi les plus courants.
5.1 Isolants traditionnels au Québec
Les trois grandes catégories d‟isolant traditionnel du marché québécois sont les isolants
minéraux non métalliques (nommés les laines minérales), les isolants à base de polymère et
les fibres cellulosiques. Bien que fabriqués au Québec, les compagnies produisant des
isolants minéraux non métalliques de fibre de verre sont contrôlées en totalité par des
intérêts américains. Cette filière représente 50 % du marché de l‟isolation. Dans les autres
68
secteurs, tel que l‟isolant polymérique et de fibres cellulosiques, les industries sont de
propriété québécoise (Québec, 2002).
5.1.1 Isolants minéraux non métalliques
Produits faciles à obtenir à faible coût, les isolants minéraux non métalliques, nommés aussi
laine minérale, se subdivisent en deux catégories : la laine de roche et la fibre de verre. Ces
isolants peuvent être fabriqués sous forme de matelas ou de rouleaux. Dans ce cas, ils sont
faciles à poser dans les murs et les entretoits et ils ne s‟affaissent pas. Ignifuges, ils peuvent
servir de pare-air en diminuant l‟infiltration de l‟air de 41 % par rapport à un bâtiment non
isolé (Dupuy, 2008). Les isolants minéraux peuvent aussi être posés en vrac. À ce moment,
la fibre est hachée pour ensuite être injectée ou versée dans la cloison. Plus difficiles à
poser, il faut faire appel à un technicien compétent. Lorsqu‟injectée ou versée, la résistance
thermique diminue légèrement et nécessite un pare-air et un pare-vapeur (Canada, 2009a).
Les trois principales matières premières utilisées dans la production de la laine de roche sont
les roches siliceuses (diabase) ou la lave de type basaltique (Roulet, 2004) dans une
proportion de 60 %, la chaux (15 %) et les scories de hauts-fourneaux provenant entre autres
de la production de ciment (25 %) (Jensen, 2009 ; Québec, 2002 ; Athena, 1998). 35
grammes de bois, 777 grammes de minerais vierges et 226 grammes de minerais récupérés
sont nécessaires à la production d‟un kilogramme de laine minérale (Schmidt et al., 2004).
Ces matières premières, fondues à 1600 °C puis filées, sont liées par plusieurs produits
chimiques qui comptent pour huit pourcent du total des matières utilisées dans la fabrication
de cet isolant. Il s‟agit de phénol et d‟urée formaldéhyde. Ils servent, entre autres, à limiter la
production de poussières lors de la production et de la pause (Jensen, 2009 ; Athena, 1998).
Ces produits sont mélangés dans un réacteur avec un catalyseur, qui est récupéré lors de
l‟étape de production, c‟est-à-dire lorsque l‟ammoniaque et le silane sont ajoutés au mélange.
Le tout est alors cuit dans un haut-fourneau avant d‟être polymérisé, coupé et emballé
(Schmidt, et al., 2004).
La laine de roche est de moins en moins utilisée dans les résidences depuis la Seconde
Guerre mondiale, malgré qu‟elle soit plus efficace que la fibre de verre pour l‟insonorisation et
la résistance au feu. Une confusion demeure toutefois au niveau de l‟appellation. Peu à peu,
la fibre de verre a remplacé la laine de roche dans l‟isolation des maisons, mais l‟appellation
69
« laine minérale », qui identifie la famille des isolants minéraux, est populairement associée
encore aujourd‟hui à la laine de roche (Québec, 2002).
Les panneaux isolants en laine de verre relèvent d‟une technologie assez évoluée (figure 5.1)
et leur production se fait à l‟aide de plusieurs matières premières : le sable et la dolomite
(pour 40 % de la masse), le calcin, le feldspath (13 %), la soude (12,5 %), le borax, l‟urée
formaldéhyde, la chaux et le sulfate de sodium, sans compter les ressources énergétiques,
telles que l‟électricité et le gaz naturel (Athena, 1999a). L‟étape de production de la fibre de
verre est similaire à celle de la laine de roche. Les matières sont fondues pour former du
verre en fusion, qui est transformé en fil mince, la fibre. Un agent liant est ensuite ajouté,
facilitant l‟agglomération des fibres (Québec, 2002 ; Athena, 1998).
Figure 5.1 Chaîne de production de l‟isolant de fibre de verre. Tirée de Murphy et
Andrew, 2008, p.24.
70
La vermiculite fait aussi partie de la grande famille des isolants minéraux non métalliques,
malgré qu‟elle soit rarement utilisée de nos jours. Il s‟agit d‟un type de minéral monoclinique,
argileux et fréquemment retrouvé dans les sols des régions tempérées (Québec, 2002). Le
minerai de vermiculite provient de la transformation du mica expansé sous l‟effet de la
chaleur. Ce matériau était couramment utilisé en tant qu‟isolant avant les années 1990, en
raison de sa faible densité, de sa texture poreuse et de sa faible conductivité thermique
(Canada, 2009a ; Québec 2002). Toutefois, quelques problèmes d‟utilisation ont contribué à
sa perte de popularité. La vermiculite n‟est pas hydrofuge. Avec le temps, une quantité d‟eau
non négligeable est absorbée par le matériau, qui perd alors ses propriétés isolantes
(Québec, 2002). De plus, des fibres d‟amiantes se retrouvent parfois dans la composition du
produit fabriqué entre les années 1920 et 1990. L‟inhalation d‟amiante est liée à l‟amiantose,
au cancer du poumon et au mésothéliome (Canada, 2009a).
5.1.2 Isolants polymériques
Les isolants de type polymériques sont fabriqués à partir de matériaux pétrochimiques et
coûtent environ deux fois plus chers que les isolants minéraux. Ils se divisent en deux
grandes catégories : le polystyrène et le polyuréthane. Auparavant, une forte utilisation de
chlorofluorocarbones (CFC) en tant qu‟agent gonflant dominait le marché. Aujourd‟hui, les
CFC sont remplacés par les hydrochlorofluorocarbones (HCFC), et certains de ces isolants
ne contiennent plus du tout de ce type de composés. Les étapes de production des isolants
polymériques sont le transport de la matière première, la transformation en feuille, la
transformation par voie thermique permettant de modeler les feuilles selon les formes
désirées, et l‟emballage.
Les isolants en polystyrène sont les plus récents produits découlant de la pétrochimie et se
subdivisent en deux catégories : le polystyrène expansé et extrudé. La matière première
dans la production de l‟un ou l‟autre de ces produits est la résine de styrène (Québec, 2002).
Le styrène entrant dans la production du polystyrène expansé (PSE) est obtenu, entre autres,
à partir de fibres de bouteilles de plastique recyclées. La proportion de matière recyclée
entrant dans le procédé est de deux pourcent (Athena, 1999a). Le plastique est de type
polyéthylène téréphtalate (PET). Les producteurs reçoivent la matière première sous forme
de billettes de styrène expansible, mélangées à un agent gonflant qui permet au produit de
prendre 30 fois son volume d‟origine (Dupuy, 2008). Le PSE est produit en liant les granules
71
pour créer un panneau rigide de mousse plastique. Le panneau à haute densité est plus
résistant à l‟humidité et peut être utilisé à l‟extérieur des murs de fondation, dans les sols
secs et sablonneux. Il doit toutefois être protégé des solvants, des scellants et ne doit pas
être exposé au soleil. Le matériau n‟est pas ignifuge, a tendance à fondre lorsqu‟exposé aux
flammes et doit ainsi être recouvert d‟un protecteur contre le feu. L‟isolant PSE est difficile à
manipuler (Canada, 2009a) mais présente une durée de vie de plus de 50 ans (SNAP, 2004).
Efficace sous terre, les panneaux de polystyrène extrudé (XPS) sont constitués de fines
alvéoles fermées contenant un mélange d‟air et de gaz réfrigérants, des HCFC
(Ecohabitation, 2008a ; Canada, 2009a). 0,62 tonne de polystyrène et 0,075 tonne d‟additif
est nécessaire à la production d‟une tonne de XPS (Papadopoulos and Giama, 2007). Ces
panneaux ne doivent pas être exposés au soleil ni aux solvants mais peuvent servir de pare-
air et parfois même de pare-vapeur. Ils ne sont pas ignifuges et doivent alors être recouverts
d‟un matériau résistant au feu (Canada, 2009a).
L‟autre catégorie d‟isolant de polymère est le panneau de polyuréthane. Fabriqué à partir de
résines fossiles et d‟agents chimiques, il résulte d‟un moussage d‟un composé de polyols et
de catalyseurs, tel que l‟isocyanate. L‟agent gonflant utilisé est le Méthylène diisocyanate.
Cet agent, un HCFC, est une substance appauvrissant la couche d‟ozone (SACO). Sa valeur
isolante provient en partie du fait que le produit contient de fines alvéoles fermées remplies
de cet HCFC au lieu d‟air, puisque ce gaz a une faible conductivité thermique. Un risque de
perte du gaz réfrigérant à l‟intérieur de la résidence demeure au fil du temps.
Certains des produits de polyuréthane sont giclés. Dans ces cas, la mousse de
polyuréthanne ne contient pas de HCFC et est alors complètement gonflée à l‟eau, créant
alors du CO2 résiduel (Canada, 2009a). Récemment, est aussi apparu sur le marché la
mousse de polyuréthane giclée composée de plastiques recyclés à 40 % et de produit à base
de soya, une matière première dite recyclable. Ce nouveau produit est formulé pour ne
contenir aucun SACO et sert de pare-air et de pare-vapeur (Demilec, 2008). Il n‟est toutefois
pas exempt de COV. Peu de données sont présentement disponibles concernant l‟inventaire
du cycle de vie du produit. La pause de ce type d‟isolant peut s‟avérer difficile. Le produit est
soit giclé dans le comble à isoler, soit posé sous forme de panneaux. Matériau ignifuge, cet
isolant ne doit pas être exposé au soleil ni à l‟eau (Canada, 2009a).
72
5.1.3 Isolants de fibres cellulosiques
Bien qu‟il soit régulièrement perçu comme une alternative écologique à l‟isolation
résidentielle, les isolants à base de fibres cellulosiques sont apparus vers la fin du 19e siècle
et ont été fortement utilisés, ce qui permet de les classer en tant que produit traditionnel.
Cette production industrielle a vu le jour en 1945 aux États-Unis, suite à la Deuxième Guerre
mondiale (Schmidt et al., 2004). Simple, elle s‟est répandue rapidement suite à la forte
demande d‟isolation de l‟après-guerre. De plus, ce type d‟isolant ne provient pas entièrement
de matières renouvelables. En effet, une quantité non négligeable de combustibles fossiles et
de composés chimiques disponible en quantité limitée est nécessaire à sa production et son
transport (Schmidt et al., 2004). Ainsi, l‟ensemble de son cycle de vie doit être considéré
avant de le classer en tant qu‟alternative écoamicale.
La matière première utilisée pour la production de l‟isolant cellulosique est le papier journal,
mélangé au borax et à l‟acide borique. Le papier journal, qu‟on assume provenir de sources
de type postconsommation, est déchiqueté puis traité chimiquement pour être ignifuge et
biocide (Athena, 1999a ; Québec, 2002 ; Canada, 2009a).
Lorsque le papier journal est produit, il est composé en partie de fibres de papier récupéré et
d‟une certaine quantité de fibres vierges pour assurer au papier les propriétés techniques
nécessaires pour lui assurer une bonne résistance. Un total de 984 grammes de biomasse
est nécessaire pour produire un kilogramme d‟isolant cellulosique. Puisqu‟une bonne part des
fibres utilisées est récupérée, le désencrage et le blanchiment de la pâte de papier s‟avèrent
souvent nécessaires (Schmidt et al., 2004). L‟acide borique, le borax et l‟hydroxyde
d‟aluminium sont les produits chimiques généralement utilisés pour traiter la fibre cellulosique
contre le feu, et représentent 20 % du poids du produit (Québec, 2002 ; Athena, 1999a).
Quelques autres additifs sont aussi ajoutés au mélange, dans une proportion de 2,4
grammes par kilogramme d‟isolant. Un avantage de l‟utilisation de la fibre cellulosique est
son faible coût. Elle s‟avère un bon choix pour le grenier, le plafond et les murs
(Ecohabitation, 2008a). La fibre cellulosique peut par ailleurs servir de pare-air, diminuant
l‟infiltration d‟air de 74 % par rapport à un bâtiment non isolé (Dupuy, 2008). Son
inconvénient principal relève du fait que ce soit un matériau granuleux, qui se répand
facilement s‟il y a perforation des murs lors de rénovations.
73
5.2 Valeur isolante des matériaux
La pose d‟un matériau isolant a pour but de limiter les variations de température dans la
résidence, causées par le passage de la chaleur du milieu chaud vers le milieu froid.
Certaines caractéristiques propres aux matériaux encouragent cette qualité isolante, telle que
la présence de bulles d‟air en grande quantité dans le matériau. Néanmoins, ce coefficient R,
représentant la résistance thermique, ne prend pas en considération la possibilité que le
matériau nécessite un matériau de construction connexe, mais focalise sur ses propriétés
isolantes propres et, ainsi, sur la consommation potentielle d‟énergie de l‟habitation (Tableau
5.1). La résistance thermique informe sur la valeur d‟isolation en fonction de la quantité de
matériel nécessaire pour atteindre un certain niveau de performance d‟isolation et permet de
balancer les impacts environnementaux découlant des procédés de production, d‟installation
et de disposition des matériaux isolants (Schmidt, et al., 2004).
Tableau 5.1 Résistance thermique de différents matériaux d‟isolation (R/pouce)
Catégorie R
Fibre minérale Fibre de verre 3,3 à 4,081,2
Laine de roche 2,2 à 43
Fibres cellulosiques 3,61,2
Polystyrène Expansé 3,7 à 4,41,3
Extrudé 4,81
Polyuréthane et polyisocyanurate Panneaux De 5,8 à 7,21
Mousse soya et plastique recyclé 64
(1) Canada, 2009a
(2) Québec, 2002
(3) Dupuy, 2008
(4) Demilec, 2008
5.3 Consommation d’énergie et isolants
L‟énergie intrinsèque varie fortement d‟un isolant à l‟autre, tel qu‟il est indiqué le tableau 5.2.
La laine minérale présente une des plus basses énergies intrinsèques, variant de 15,1 à 27,9
MJ par kilogramme. Ces données incluent l‟acquisition des matières premières, le transport
et la production des produits finaux. Le transport des matières premières correspond à
environ deux pourcent de l‟ensemble de l‟énergie nécessaire à la production de la laine de
roche au Canada (Athena, 1998). La donnée est similaire en ce qui concerne la production
74
canadienne de fibre de verre. Dans ce cas, les matières premières de type minerai sont
transportées par camion sur une distance moyenne de 115 kilomètres tandis que les autres
matières sont importées sur environ 306 kilomètres. La production compte pour 85 % du total
de l‟énergie et la production de soude pour 10 %, selon une approche du berceau au
tombeau, (Athena, 1999a ; Athena, 1998).
Dans le cas de la fibre cellulosique et de la laine de roche, l‟énergie intrinsèque varie
fortement. L‟acquisition des matières premières influe grandement sur l‟énergie intrinsèque
du produit. En effet, plus les matières résiduelles récupérées sont intégrées au cycle de
production, moins l‟énergie intrinsèque sera élevée. Ainsi, la quantité d‟énergie associée aux
opérations forestières, aux procédés de coupe et au transport du bois, dans le cas de la fibre
cellulosique, est de moindre importance.
Tableau 5.2 Énergie intrinsèque de différents matériaux d‟isolation (MJ/kg)
Catégorie Énergie intrinsèque
Laine de roche 15,12 à 17,521
Fibre de verre 27,92
Fibres cellulosiques 1,752 à 20,501
Polystyrène 111,62
Polyuréthane 69,82
(1) Schmidt et al., 2004 (2) Dubois, 2008
La consommation d‟énergie dans la production de la laine minérale est un des facteurs
environnementaux les plus importants pour cet isolant, bien qu‟il présente une des plus
basses énergies intrinsèques. Une manière de réduire la consommation d‟énergie associée à
la production de la fibre minérale et de verre est d‟y incorporer des cendres volantes
provenant des industries de combustion de charbon. Généralement, ces cendres volantes
sont enfouies une fois générées (Van de Lindt, 2008). Selon une étude de l‟université du
Colorado, l‟efficacité thermale de l‟isolation par le biais de la fibre de verre, dans une
résidence à ossature en bois, peut être augmentée par l‟apport de cendres volantes au
matériau isolant traditionnel, sans compter que cette méthode contribue à diminuer le fardeau
environnemental associé à la disposition des cendres volantes, très abondantes. Cela
devient d‟autant plus significatif lorsqu‟il est considéré que ce type de construction représente
80 % du marché nord-américain (Van de Lindt, 2008).
75
Toutefois, comme dans le cas de l‟utilisation de cendres volantes dans la production du
béton, des études supplémentaires sont nécessaires afin d‟assurer que ces méthodes
n‟entraîneront pas d‟impacts significatifs sur la qualité de l‟air intérieur des résidences, et
ainsi, sur la santé des occupants.
5.4 Consommation d’eau et isolants
La quantité d‟eau nécessaire à la production varie fortement d‟un isolant à l‟autre. Tel qu‟elle
est présentée dans le tableau 5.3, la production d‟un kilogramme de laine minérale nécessite
3,3 litres tandis que la production de la même quantité de polyuréthane nécessite 312 litres
d‟eau. La matière isolante nécessitant la moindre quantité d‟eau est la fibre cellulosique, avec
seulement 0,642 litre d‟eau pour chaque kilogramme produit.
Tableau 5.3 Consommation d‟eau pour la production d‟isolants (l/kg)
Isolants Consommation d‟eau
Laine minérale 3,31
Polystyrène 6,52
Polyuréthane 312,1
Fibres cellulosiques 0,6421
(1) Schmidt, et al., 2004 (2) SNPA, 2004
5.5 Impacts environnementaux et isolants
Les impacts environnementaux englobent, outre la déplétion des ressources énergétiques et
en eau présentée aux sections 5.3 et 5.4, l‟émission de contaminants dans les effluents
liquides et atmosphériques, les matières résiduelles produites et la contribution aux
changements climatiques du produit.
5.5.1 Effluents liquides
Les principaux contaminants retrouvés dans les effluents liquides de la production des
différents types d‟isolant sont présentés au tableau 5.4.
La production de la laine minérale, tous types confondus, rejette 0,02 gramme de matières en
suspension, 0,01 gramme de nitrates et augmente la demande chimique en oxygène de 0,04
gramme par litre d‟eau évacué. À la lumière du tableau 5.4, il s‟agirait de la production
76
d‟isolant ayant la plus faible incidence de contamination de par son effluent liquide de
production.
Tableau 5.4 Effluents liquides découlant de la production de différents isolants (g/l)
Isolants MES DBO DCO N P
Laine minérale 0,021 - 0,041 0,011 0,001
Polystyrène 0,812 0,21 à 0,663 1,23 0,0852 0,0112
Polyuréthane - - - - 3,6
Fibres cellulosiques 0,641 0,014 5,211 0,071 0,001
(1) Schmidt et al., 2004
(2) SNPA, 2004 (3) Athena, 1999a
En effet, le polystyrène présente un effluent liquide contenant 0,81 gramme de matières en
suspension, 0,085 gramme de nitrates, 0,011 gramme de phosphates et augmente la
demande chimique en oxygène de 1,2 gramme pour chaque litre d‟eau évacué. Par ailleurs,
l‟augmentation de la demande biologique en oxygène varie de 0,21 à 0,66 gramme par litre
pour ce type d‟isolant, selon les différentes littératures (Athena, 1999a). Cette variation est
causée par les différences dans l‟acquisition de données et aux variations des procédés de
production du polystyrène. Toutefois, il a été noté que si le contenu de plastique recyclé
atteint 100 %, une diminution de l‟ordre de 20 % se ferait remarquer au niveau des rejets de
contaminants dans les effluents liquides (Athena, 1999a).
Très peu de données d‟inventaire du cycle de vie sont disponibles pour la production d‟isolant
à base de polyuréthane, ne permettant pas d‟effectuer une comparaison adéquate de cet
isolant par rapport aux autres présentés. Toutefois, une donnée disponible concerne la
quantité de phosphates présente dans l‟effluent. Chaque litre d‟effluent liquide contiendrait
3,6 grammes de phosphates. Il s‟agit, selon ces données, de l‟isolant présentant le plus
grand potentiel d‟eutrophisation de par son apport important en nutriments, comparativement
à la laine minérale, le polystyrène et la fibre cellulosique.
Finalement, l‟effluent de la production de fibres cellulosiques rejette 0,64 gramme de
matières en suspension, 0,07 gramme de nitrates et augmente la demande chimique en
oxygène de 5,21 grammes par litre d‟eau évacué. Il s‟agit de l‟effluent contribuant le plus à la
demande chimique en oxygène par rapport aux autres types d‟isolants. Outre les
contaminants présentés au tableau 5.4, chaque litre d‟effluent contient de plus 0,032 gramme
77
d‟huiles, 0,0043 gramme de fer, 0,075 gramme de chlorures et 0,071 gramme de sulfates
(Athena, 1999a).
5.5.2 Matières résiduelles
La génération de déchet provenant de la production des matériaux isolants diffère en quantité
selon le type d‟isolant et est principalement associée à l‟étape de production. La production
d‟un kilogramme de laine minérale produit 45 grammes de résidus solides non dangereux,
par rapport à 80 grammes pour la production de la même quantité de polystyrène
(Padopoulos and Giama, 2007). La production d‟un kilogramme de polyuréthane, quant à
elle, génère 297 100 grammes de déchets, dont 17 400 grammes sont des matières
dangereuses (Schmidt et al., 2004). Quant à la production d‟un kilogramme de fibre
cellulosique, elle produit entre 25 et 187 grammes de déchets solides, dont 1,3 gramme de
matières dangereuses (Schmidt et al., 2004 ; Athena, 1999a).
En fin de vie, la laine minérale peut faire l‟objet de recyclage, permettant de diminuer la
quantité de matières premières vierges utilisées et la génération de déchets solides. Jusqu‟à
75 % de matières récupérées industrielles peuvent être réintégrées dans la chaîne de
production de la laine minérale (Écohabitation, 2008a), comparativement au polystyrène, qui
ne contient généralement que 2 % de contenu réutilisé (Athena, 1999a) ou au polyuréthane,
qui présente un contenu recyclé pouvant atteindre 40 %. Dans ce dernier cas, le plastique est
thermodurcissable non biodégradable, et est de plus en plus recyclé.
Les gains environnementaux découlant de la récupération de la matière en fin de vie pour
réinsérer cette dernière dans la filière de production de laine minérale sont de l‟ordre d‟une
réduction énergétique de 0,67 MJ par kilogramme (Schmidt et al., 2004). L‟option de
réutilisation en produit de moindre valeur ajoutée existe également et permet l‟usage de la
laine minérale résiduelle ou récupérée en tant que matériel de fondations routières. Dans
certains cas, la laine minérale en fin de vie est enfouie (Schmidt et al., 2004).
En ce qui concerne l‟isolant à fibre cellulosique, plus de 80 % de la matière utilisée provient
de papier journal, dont la fibre est en partie vierge et en partie recyclée (Écohabitation,
2008a). Selon d‟autres auteurs, la matière première pour la production de cet isolant peut
être scindée selon trois grands groupes : le papier journal récupéré à 60 %, le carton ciré à
30 % et les publicités à 10 % (Schmidt et al., 2004).
78
Dans le processus de recyclage, certaines fibres peuvent quitter le cycle de production pour
cause de perte de propriétés techniques indispensables à la production d‟isolant. Une des
problématiques majeures est que la fibre devient trop courte suite à plusieurs manipulations.
Le réemploi de la fibre cellulosique pour isoler une autre résidence n‟est pas considéré
comme une option viable. Le recyclage, dans une proportion pouvant atteindre 80 %,
l‟enfouissement ou l‟incinération représentent les scénarios les plus probables pour les
prochaines années (Schmidt et al., 2004). Par contre, il est difficile en fin de vie de récupérer
la fibre cellulosique à cause des difficultés liées à la collecte de la matière au cours de la
démolition ou la déconstruction de la résidence. Ce type d‟isolant est présent dans les murs
sous forme de particules ayant été soufflées dans les combles, ce qui s‟avère ardu à
récupérer. Toutefois, une fois récupérée, une part de la matière peut être recyclée et ainsi
réintégrée le cycle de production.
La valorisation par incinération et récupération de l‟énergie s‟avère une option viable de
gestion des fibres cellulosiques en fin de vie, considérant l‟énergie inhérente à leur
combustion malgré les problèmes de collection que présente la matière. La valorisation par
compostage est aussi possible, mais il en résulte un compostage de moindre qualité de par
la présence des agents chimiques entrant dans la production de l‟isolant (Schmidt et al.,
2004).
5.5.3 Émissions atmosphériques
Les principaux polluants atmosphériques émis lors de la production des différents types
d‟isolants sont les oxydes sulfureux, les oxydes nitreux et le monoxyde de carbone. Des
émissions de particules, d‟ammoniaque ainsi que de COV sont aussi notables. Ces
émissions sont présentées au tableau 5.5.
Globalement, il semblerait que la fibre cellulosique soit l‟option ayant le moins d‟incidence sur
l‟atmosphère, de par sa moindre quantité de contaminants émis dans l‟atmosphère.
L‟indicateur de potentiel d‟acidification concerne les émissions d‟oxydes sulfureux, d‟oxydes
nitreux et d‟ammoniaque. À ce niveau, il est possible de constater, selon les données
présentées ici, que la production d‟isolant à base de polymère est celle qui contribue
globalement le plus à l‟acidification. En effet, bien que ce soit la seule donnée disponible
dans les limites de cet essai, la production d‟un kilogramme de polyuréthane émettrait 26
79
grammes d‟oxydes sulfureux, comparativement à 10,4 grammes pour la laine minérale et
4,29 grammes pour la production de fibres cellulosiques. Les rejets d‟oxydes sulfureux et
d‟oxydes nitreux durant la production de la laine minérale concernent surtout le procédé de
fabrication et sont associés à la combustion de ressources fossiles. Quant au rejet
ammoniacal, il est considérable dans le cas de la laine minérale, et provient du procédé final
de production.
Tableau 5.5 Émissions atmosphériques associées à la production d‟isolants (g/kg)
Indicateur Unité Laine minérale
Polystyrène Polyuréthane Fibre cellulosique
Potentiel d‟acidification SOx 10,41 192 262 4,291
NOx 10,21 172 - 2,921
NH3 2,001 0,1452 - 0,01
Potentiel de création d‟ozone photochimique
COV 0,591 21,52 22 0,311
CO 88,981 2,952 - 0,881
Potentiel de contribution au smog
PST 1.011 3,152 - 3,971
(1) Schmidt et al., 2004 (2) SNPA, 2004
Le potentiel de création d‟ozone photochimique est élevé dans le cas de la laine minérale,
dont la production d‟un kilogramme émettrait 0,59 gramme de COV et 88,98 grammes de
monoxyde de carbone. Il en va de même pour le polystyrène, dont la production de la même
quantité produit 21,5 et 2,95 grammes de COV et de CO, respectivement. La production de
polystyrène expansé, contrairement à la production de polystyrène extrudé et de
polyuréthane, est exempte d‟hydrofluorocarbures, substances appauvrissant la couche
d‟ozone et gaz à effet de serre.
5.5.4 Changements Climatiques
La contribution au réchauffement climatique s‟exprime par les émissions de dioxyde de
carbone et de méthane, provenant, dans ce cas-ci, de la production des isolants traditionnels.
Elle diffère fortement d‟un matériau isolant à l‟autre, tel qu‟il est présenté au tableau 5.6.
80
La fibre cellulosique est le produit qui performe le plus par rapport à sa faible contribution aux
changements climatiques. En effet, seulement 629 grammes de CO2 sont émis pour chaque
kilogramme d‟isolant produit, comparativement à 5400 grammes pour le polystyrène expansé
et à 3800 pour le polyuréthane. Quelque 1223 grammes sont émis par la production d‟un
kilogramme de laine minérale, qui proviennent surtout de son procédé de fabrication, de par
l‟utilisation de combustibles fossiles lors de la fonte des minerais et la production de l‟énergie
nécessaire (Scmidt et al., 2004).
Tableau 5.6 Contribution aux changements climatiques de différents isolants (g/kg)
Types d‟isolant Potentiel de réchauffement climatique
G CO2 par kg g CH4 par kg
Laine minérale 1223 g/kg1 0,881
Fibres cellulosiques 629 g/kg1 0,441
Polystyrène expansé 5400 g/kg2 162
Polystyrène extrudé 1180 g/kg3 n.d.
Polyuréthane 3800 g/kg n.d.
(1) Schmidt et al., 2004
(2) SNPA, 2004
(3) Papadopoulos and Giama, 2007
(4) La donnée pour le polyuréthane inclus les rejets de NOx et de CH4 en fonction de part niveau d‟absorption de CO2, exprimé en g de CO2 éq. par kg.
Un aspect intéressant de la fibre cellulosique est qu‟elle est considérée en partie comme
carboneutre, puisque la même quantité de CO2 est absorbée durant la croissance que celle
émise durant l‟incinération ou le compostage. Toutefois, bien que cette production se base
principalement sur une ressource renouvelable, il n‟en demeure pas moins que la combustion
d‟énergie fossile est nécessaire et entraîne des émissions de CO2. Cette étape est celle qui
contribue le plus à ces émissions, dans une proportion de 55 %. Les autres sources
significatives sont l‟étape de production de l‟hydroxyde d‟aluminium (10 %) et la production
finale (15 %) (Schmidt et al., 2004). Plusieurs éléments peuvent, par ailleurs, influencer
l‟émission de dioxyde de carbone durant le cycle de production de la fibre cellulosique. En
effet, différents scénarios de production présentent des portraits variés concernant leurs
impacts sur les changements climatiques. Ils sont présentés au tableau 5.7.
81
Tableau 5.7 Scénarios de production d‟isolants de fibres cellulosiques et leur contribution propre aux changements climatiques par l‟émission de dioxyde de carbone équivalent (g/kg)
Fibres cellulosiques 100 % réutilisées en
produit à moindre valeur ajoutée
Fibres cellulosiques 20 % incinérées et
80 % recyclées
Fibres cellulosiques 20 % enfouies et 80 % recyclées
g de CO2/kg 819 645 2221
Adapté de Schmidt et al., 2004
Ces résultats montrent que l‟enfouissement a une influence déterminante sur le potentiel de
réchauffement climatique associé au cycle de vie de l‟isolant à base de fibres cellulosiques.
Cette constatation se base sur l‟idée que la fibre cellulosique se dégrade en anaérobie une
fois enfouie, émettant ainsi une quantité significative de méthane (Schmidt et al., 2004).
5.6 Alternatives naturelles aux isolants
En isolation résidentielle, un intérêt marqué se développe pour les valeurs écologiques et
l‟aspect renouvelables des produits. L‟utilisation de fibres naturelles en tant qu‟isolant,
qu‟elles soient d‟origine animale ou végétale, est directement associée à cette conception
d‟alternative écologique et à caractère bonifié pour la santé des occupants par rapport aux
isolants à base de minéraux et de polymères. Ce sentiment populaire est généralement peu
fondé. Une analyse en fonction du cycle de vie s‟avère primordiale pour poser un jugement
adéquat (Schmidt, et al., 2004). Dans cette section sera présentée une sélection des
principales alternatives naturelles sur le marché de l‟isolation. Dans le cadre de cet essai, le
lin, le chanvre et la laine de mouton ont été sélectionnés pour représenter les isolants
provenant de biomasse d‟origine agricole et d‟origine animale.
5.6.1 Isolant de biomasse d’origine agricole
Le chanvre et le lin sont depuis longtemps utilisés en tant qu‟isolants de maisons à ossature
en bois. La structure poreuse de leur fibre leur confère leur pouvoir isolant. Cependant, ils
sont souvent considérés comme de nouveaux matériaux alternatifs plutôt qu‟isolants dits
traditionnels. Ils occupent présentement une faible part du marché de l‟isolation résidentielle
et sont très difficiles à se procurer au Québec. Une des raisons justifiant leur faible utilisation
est que leur prix est environ deux fois plus élevé que celui de la laine minérale (Kymäläinen
and Sjöberg, 2008). Le chanvre affiche un prix autour de quatre dollars le pied carré.
82
Le lin (Linum usitatissimum L.) et le chanvre (Cannabis Sativa, L.) sont des biomasses
d‟origine agricole cultivées sur une base annuelle. Ils poussent rapidement et leur culture
peut se faire sans l‟apport d‟engrais. Leur intérêt provient, entre autres, du fait qu‟ils soient
considérés « carboneutre » au niveau de la matière première. En effet, à l‟instar du bois et de
la fibre cellulosique, la même quantité de CO2 est absorbée durant la croissance que celle
émise durant l‟incinération ou la décomposition de la matière. Ils permettent ainsi un certain
stockage du CO2 durant leur vie utile. La production d‟une tonne de chanvre sur la ferme, par
exemple, permet de fixer 1,67 tonne de dioxyde de carbone. Toutefois, lors de la
décomposition de la matière dans un site d‟enfouissement, l‟émission de méthane est plus
importante due aux conditions anaérobies (Schmidt et al., 2004 ; Murphy and Norton, 2008).
Ce caractère de carboneutralité ne concerne que la portion du cycle de vie concernant la
production de la matière première. En effet, des émissions de GES peuvent être associées
au transport et à la transformation.
Une fois les plantes de lin et de chanvre cultivées, elles sont traitées pour en retirer la fibre.
Cette dernière est alors chauffée et mélangée à du polyester (qui représente 15 % du poids
de l‟isolant) pour augmenter la force et la rigidité. Un ignifugeant, le borax (10 % à 13 % pour
le lin, selon les études, et 25 % pour le chanvre) est ensuite appliqué et permet de limiter la
production de fumée lors d‟incendie éventuel (Schmidt et al., 2004 ; Kymäläinen and Sjöberg,
2008). La résistance au feu de l‟isolant en lin est similaire à celle de l‟isolant en cellulose
provenant de papier recyclé (Kymäläinen and Sjöberg, 2008).
La production d‟une tonne d‟isolant en lin nécessite 750 kilogrammes de fibres de lin, 150
kilogrammes de polyester, 10 kilogrammes de borax ainsi que 90 kilogrammes de phosphate
d‟hydrogène diammoniacal. En fin de vie, l‟isolant de lin peut être disposé selon différents
modes de gestion des matières en fin de vie : recyclage, incinération, enfouissement ou
valorisation par compostage. Toutefois, parmi les différentes options, le meilleur mode de
gestion en fin de vie est l‟incinération avec valorisation énergétique, dans une proportion de
20 %, jumelée au recyclage des 80 % restants. En appliquant la valorisation énergétique à
ces 20 % de matière, environ 8 % de la consommation globale de combustibles fossiles peut
être évitée (Schmidt et al., 2004).
Le tableau 5.8 présente l‟inventaire des impacts environnementaux de la production d‟un
kilogramme d‟isolant à base de lin.
83
Tableau 5.8 Inventaire des impacts environnementaux découlant de la production d‟un kilogramme d‟isolant à base de lin et à base de chanvre
Indicateurs Catégories d‟impacts Unité Chanvre1 Lin2
Déplétion des ressources Énergie intrinsèque MJ/kg 39,06 39,47
Consommation d‟eau l/kg 7,04 4,58
Effluents liquides Matières en suspension g/kg 2,56 0,07
DCO g/kg 636,18 0,29
Nitrates g/kg 0,66 0,44
Phosphates g/kg 0,66 0,00
Émissions atmosphériques SOx g/kg 9,6 9,18
NOx g/kg 11,31 5,90
NH3 g/kg 0,22 0,01
CO g/kg 5,86 1,46
CH4 g/kg 2,5 3,32
COV g/kg 0,83 0,67
Particules g/kg 282,24 1,22
Génération de déchets Déchets dangereux g/kg n.d. 0,3
Déchets non dangereux g/kg 3,3 97
Changements climatiques CO2 g/kg 1,91 1700
(1) Ardente et al., 2008 (2) Schmidt et al., 2004
Certaines études basées sur des ACV du chanvre appuient le fait qu‟il s‟agit d‟une culture à
faible impact environnemental, en comparaison, par exemple, à la culture du blé, classée
intermédiaire. La production de la paille de chanvre comporte différentes étapes, similaires
aux autres cultures : la préparation du sol, la fertilisation par l‟apport d‟azote, de phosphate et
de potassium, le semis et la récolte. Suite à la récolte, la paille subit une transformation
technique pour devenir utilisable en tant qu‟isolant. L‟écorce de la tige, nommée chènevotte,
est alors extraite et utilisée en tant qu‟isolant. Cette étape entraîne des émanations de
poussière, qui représentent moins de 2 % des extrants de la production (Van der Werf,
2004). La production de l‟isolant à base de chanvre est similaire à celui à base de lin : une
fois les fibres obtenues, elles sont mélangées à des fibres de polyester, qui représentent 15
% de la masse totale du produit (Ardente et al., 2008).
84
La résistance thermique du lin et du chanvre est similaire à celle de la laine minérale. Pour la
production d‟un kilogramme d‟isolant à base de lin, 39,47 mégajoules et 4,58 litres d‟eau sont
nécessaires, comparativement à 39,06 MJ et 7,04 litres d‟eau pour la production d‟un
kilogramme d‟isolant à base de chanvre (Schmidt et al., 2004 ; Ardente et al., 2008). Il faut
toutefois préciser que les produits isolants à base de lin sont majoritairement développés en
Europe, malgré que le lin pousse en abondance au Canada (Kymäläinen and Sjöberg, 2008).
Les isolants devant être importés, cela augmente leur coût et leur niveau d‟énergie
intrinsèque pour les utilisateurs québécois.
5.6.2 Isolant de biomasse d’origine animale
Un des isolants à base de biomasse d‟origine animale présent sur le marché québécois est la
laine de mouton, bien qu‟il demeure difficile à trouver. D‟une résistance thermique similaire
aux autres isolants de fibres naturelles, la matière première provient de la tonte des moutons,
et la fibre obtenue est grossière. Sa teinte et sa qualité varient fortement, la rendant très peu
intéressante pour l‟industrie du textile (Dupuy, 2008). La laine utilisée pour la production
d‟isolants est généralement considérée comme un déchet provenant des élevages de
moutons destinés à la consommation et a une très faible valeur économique. Le coût de cet
isolant est d‟environ 1,75 $ le pied carré, selon le magazine La maison du 21e siècle.
Une fois les moutons tondus, la laine est emballée en ballots d‟environ 340 kilogrammes et
envoyée à l‟usine de production. Elle doit alors être lavée et libérée de ses impuretés. Les
étapes de production de l‟isolant consistent en le mélange de la laine, son dépoussiérage et
son nettoyage à l‟aide de détergents, suivi d‟un traitement pour résister au feu et à la
vermine, à base d‟un dérivé de borate. La laine est ensuite séchée jusqu‟à atteindre un
contenu en humidité de 20 %. La fibre obtenue est mélangée à des fibres de polyester par
soufflage, puis coupée en matelas.
Pour produire un kilogramme d‟isolant de laine de mouton, 2,45 kilogrammes de matières
sont nécessaires, telle que du polypropylène, de l‟acier récupéré à 50 %, de la laine vierge,
du borax et du polyéthylène. La laine vierge correspond à pratiquement 80 % de l‟ensemble
des matières premières. La production d‟un kilogramme nécessite 9,8 MJ d‟énergie et 7,14
litres d‟eau.
Puisque la production de cet isolant entraîne le détournement d‟une quantité non négligeable
de déchet (c‟est-à-dire la laine de mouton de piètre qualité provenant de l‟éleveur de mouton
85
pour la viande), que le carbone est séquestré dans les protéines de la laine et que sa
production ne requiert que peu d‟énergie, le bilan carbone s‟avère alors négatif. En effet, la
production d‟un kilogramme de cet isolant permet d‟éviter l‟émission de 0,323 kilogramme de
dioxyde de carbone dans l‟atmosphère. Cela n‟est pas le cas toutefois pour le Québec,
puisque la laine de mouton est importée dans un pays qui n‟est pas producteur.
Finalement, 0,1 kilogramme de particules en suspension est émis pour chaque kilogramme.
En fin de vie, la laine de mouton peut être enfouie, valorisée par incinération, réutilisée en
tant que produit isolant, compostée ou recyclée. Le tableau 5.9 présente l‟inventaire des
impacts environnementaux associés à la production d‟isolant à base de laine de mouton.
Tableau 5.9 Inventaire des impacts environnementaux découlant de la production d‟un kilogramme d‟isolant à base de laine de mouton
Catégories d‟impacts Paramètres Unité Laine de mouton
Déplétion des ressources Énergie intrinsèque MJ/kg 9,8
Consommation d‟eau l/kg 7,14
Effluents liquides PO4- éq. g/kg 1,16
Émissions atmosphériques SOx g/kg 8,35
CFC-11 éq. g/kg 1,48E-4
C2H2 éq. g/kg 0,3
Particules g/kg 10
Matières résiduelles Génération de déchets non dangereux
g/kg 3,57
Contribution au changement climatique
CO2 g/kg -323
Adapté de Murphy and Norton, 2008
5.7 Santé des occupants
Un aspect important lors de la considération des différents isolants disponibles sur le marché,
qu‟ils soient d‟origine minérale, polymérique ou naturelle, est l‟influence de ce dernier sur la
qualité de l‟air intérieur et, de là, sur la santé des occupants. Dans cette section, une
attention particulière est portée sur les émissions chimiques, microbiologiques ou
particulaires des différents isolants présentés précédemment.
Puisque la laine minérale, qu‟elle soit de roche ou de verre, est formée de fibre minérale, cet
isolant résiste à la moisissure, la pourriture et aux vermines. Il absorbe facilement l‟eau
86
puisqu‟il est perméable à l‟air et à la vapeur d‟eau, mais sèche facilement (Roulet, 2004).
Toutefois, il est classé comme irritant de la peau. En effet, la laine minérale est composée de
fibres de plus de quatre microns, en partie volatiles, pouvant causer des éternuements et une
irritation persistante des voies respiratoires et des yeux lors de la pause, de la manipulation
ou lorsqu‟une section demeure à découvert un certain laps de temps. Toutefois, lorsque bien
en place et recouverte adéquatement, la laine minérale présente un risque à peu près nul
pour la santé des occupants (Dupuy, 2008).
La transition de la fibre de roche vers la fibre de verre sur le marché de la laine minérale
s‟explique en partie par une plus grande biosolubilité de la fibre de verre, diminuant ainsi le
potentiel pathogène du produit suite à l‟inhalation. Les fibres de verre, suite à des études à
long terme sur des rats, n‟ont démontré aucun risque de produire la fibrose pulmonaire et
aucune incidence significative sur l‟augmentation des tumeurs pulmonaires ou de
mésothéliome (Jensen, 2009). La laine minérale composée de fibre de roche est quant à elle
classifiée comme possiblement cancérogène (Schmidt, 2008a).
Dans un cas comme dans l‟autre, la quantité de bactéries développées dans les isolants
minéraux est nulle ou très faible, mais une quantité non négligeable de COV est émise
(tableau 5.10). Parmi les COV émis se trouvent du xylène et du toluène. En moyenne,
l‟émission de COV des isolants inorganiques est de moins de deux microgrammes par mètre
carré par heure (Koivula et al., 2005).
Tableau 5.10 Quantité totale de COV émis par la laine minérale dans une chambre à un
taux d‟humidité relative de 90 % (g/m3).
Jour 0 Jour 1 Jour 7 Jour 14 Jour 21 Jour 27
Fibre de roche 165 157 154 127 150 109
Fibre de verre 80,8 59,6 54,4 42,1 41 44,8
(1) Koivula et al., 2005, p.810 (2) Jour 0 correspond à la contamination de la chambre
Les isolants à base de polystyrène sont quant à eux des matériaux inertes, bien qu‟ils
puissent se déposséder de particules lors de la coupe et du taillage. Ils sont tout de même
considérés non irritants, même durant la manipulation. Cependant, au cours de la fabrication
du produit et lorsque chauffé, des émissions de styrène, une substance neurotoxique, se
produisent. Une des caractéristiques particulières au polystyrène causant des inquiétudes
quant aux préjudices à la santé des occupants concerne le pentane. Le pentane est le
87
produit utilisé pour l‟expansion des billes de polystyrène. Il représente 1,5 % du poids du
matériel isolant. Suite à sa production et son transport, la quantité résiduelle de pentane dans
l‟isolant n‟est que de 0,62 % de sa masse. À cette concentration, il serait inoffensif pour
l‟homme. Volatile, la quantité de pentane résiduelle après 50 ans de mise en œuvre est de
0,4 % des 1,5 % initiaux. En moyenne, une plaque d‟un mètre carré d‟isolant thermique de
polystyrène expansé émet 0,08 gramme de pentane par année (SNPA, 2004).
Outre le pentane, les émissions découlant de ce type d‟isolant auxquelles pourraient être
exposés les usagers sont également des COV. Notamment, la colle employée pour fixer la
plaque de polystyrène sur le plâtre présente un taux de COV de l‟ordre de 3 % (SNPA, 2004).
Tout de même, une des qualités des isolants de polystyrène est qu‟ils limitent l‟apparition de
moisissures et n‟attirent pas la vermine. De plus, leur composition n‟est pas fibreuse, ce qui
limite la présence de fibres et de poussières dans l‟air ambiant.
Pour leur part, les isolants en polyuréthane contiennent des isocyanates. L‟isocyanate est
associé aux maladies respiratoires telles que l‟asthme. Les poseurs sont singulièrement à
risque, surtout lorsque le produit est vaporisé sur place. Néanmoins, des émanations
résiduelles continuent durant la vie utile du produit, entraînant un risque de contamination
graduelle. Cette contamination provoque des troubles respiratoires ainsi que l‟irritation de la
peau et des yeux (Canada, 2009a).
Les fibres cellulosiques, bien qu‟elles soient d‟emblée considérées comme non toxiques
(Écohabitation, 2008a), émettent profusément des poussières et des particules libres de
papier pouvant être inhalées par les occupants, ainsi que des COV (tableau 5.11). En
moyenne, l‟émission de COV de ces isolants est élevée, atteignant 3800 microgrammes par
mètre carré par heure (Koivula et al., 2005).
Tableau 5.11 Quantité totale de COV émise par la fibre de papier recyclé dans une chambre
à un taux d‟humidité relative de 90 % (g/m3).
Jour 1 Jour 1 Jour 7 Jour 14 Jour 21
400 256 164 106 84,6
Tiré de Koivula et al., 2005, p.810
Des évidences de risques de cancer de type fibrose pulmonaire ont été démontrées sur les
animaux, sans compter que les fibres de papier biopersistent dans les poumons. Toutefois, le
88
potentiel de cause de cancer par les poussières de papier n‟a pas été investigué sur les
hommes, constituant une limite des connaissances actuelles (Schmidt, 2008a).
Un autre aspect à considérer concerne l‟encre du papier journal. Celle-ci n‟est pas toujours
retirée avant l'emploi du papier récupéré en tant qu‟isolant. Dans ces cas, l‟encre, composée
de carbone noir, est toxique et classée comme possiblement cancérigène (Dupuy, 2008).
Les isolants à base organique, qu‟ils soient de provenance agricole ou animale, sont
inflammables et requièrent l‟ajout d‟additifs les rendant ignifuges, sans compter l‟adition de
biocides permettant d'esquiver les infestations d‟insectes et de champignons. Un de ces
agents est le bore et a fait l‟objet d'appréhensions par rapport à son inhalation durant la
pause ainsi qu‟au cours de la vie utile du bâtiment. Le bore est également usité lors de la
production de la laine minérale à base de fibres de verre. L‟inhalation de fibres d‟isolants
contenant entre 1,5 et 3,5 % de bore pourrait causer préjudice à la fertilité et à la santé des
enfants dans le ventre de la mère.
Une étude portant sur les risques allouables au bore dans les isolants stipule que la dose de
bore dans l‟air intérieur n‟équivaut qu‟à 10 % de la moyenne qu‟ingère ou inhale un adulte
quotidiennement (Jensen, 2009). En effet, le bore serait présent dans la nourriture
végétarienne et l‟eau potable. Ainsi, un adulte moyen en absorbe quelque 1,5 milligramme
par jour. La dose maximale de tolérance au bore pour un adulte, déterminée par l‟European
Food Safety Authority (EFSA), est de 10 milligrammes de bore par jour. Subséquemment, la
quantité absorbée par inhalation à l‟intérieur d‟une résidence ne serait pas significative,
même lorsque additionnée à la dose quotidienne provenant de la nourriture. À titre
d‟exemple, la dose de bore inhalée par un travailleur posant l‟isolant dans la résidence, et ce
à raison de huit heures par jour et pour un total de cinq jours, serait de l‟ordre de 0,03 à 0,06
milligramme (Jensen, 2009).
En ce qui a trait à l‟utilisation du lin en tant qu‟isolant, peu de tests ont été induits jusqu‟à
maintenant sur ses propriétés toxicologiques, qui sont encore peu connues. Par exemple, les
propriétés cancérogènes et le potentiel de cause de fibrose pulmonaire n‟ont pas été
investigués. Néanmoins, l‟impact découlant de l‟exposition à la poussière de lin est bien
connu. Il s‟agit d‟une des causes de la byssinose, maladie pulmonaire également associée
aux poussières de coton et à la fibre cellulosique, par analogie. La fibre de lin, présumée
biopersistante, contient des microbes dont la concentration augmente relativement au taux
89
d‟humidité ambiant (Koivula et al., 2005). La pose de ce type d‟isolant requiert le port de
matériel de protection des voies respiratoires (Schmidt, 2008a).
Tous les isolants d‟origine agricole contiennent une flore microbienne naturelle qui varie
selon les saisons et selon les années, pouvant causer des problèmes durant la période
d‟entreposage des isolants. Cette flore microbienne est réduite par l‟ajout de biocides mais
demeure présente en partie (Koivula et al., 2005).
L‟émission de particules liées à l‟isolant en lin est de une à deux particules par centimètre
carré lorsqu‟il est posé en fibres libres soufflées, comparativement à 0,02 à deux lorsque
posé en matelas. Dans le cas du chanvre, cinq à 10 particules par centimètre carré sont
émises (Koivula et al., 2005). Dans le même ordre d‟idée, la concentration de COV émise par
l‟isolant en lin demeure basse, comparativement à celle du chanvre (Tableau 5.12).
Tableau 5.12 Quantité totale de COV émise par le lin et le chanvre dans une chambre à un
taux d‟humidité relative de 90 % (g/m3).
Jour 1 Jour 2 Jour 7 Jour 14 Jour 21
Chanvre 292 546 65,7 24,8 10,3
Lin 1,0 1,0 0,8 0,1 0,5
Tiré de Koivula et al., 2005, p.81
5.8 Analyse comparative des isolants
À la lumière des données recueillies disponibles dans la littérature et en fonction des limites
de temps attribué la réalisation de cet essai, est présentée dans le tableau 5.13 une
récapitulation des impacts environnementaux et sur la santé découlant des matériaux
isolants, en fonction des indicateurs ciblés. Bien que ces données ne permettent pas
d‟affirmer l‟ampleur réelle des préjudices environnementaux des isolants, il est envisageable,
selon ces données, que les matériaux d‟isolation présentant le plus faible impact
environnemental seraient l‟isolant minéral non métallique ainsi que la fibre cellulosique. Il
s‟agirait en effet, dans les limites de cet essai, des matériaux présentant le meilleur profil
environnemental. Une moyenne de 2,08 et de 2,04 leur a été attribuée, respectivement. Dans
la catégorie des fibres agricoles et animales, le chanvre semble avoir une empreinte
écologique plus importante que le lin et la laine de mouton. Ces derniers ont obtenu des
moyennes de 2,87, de 2,16 et de 2,21, respectivement. Globalement, l‟analyse permet de
dégager l‟idée que les isolants de matières plastiques seraient ceux qui augmenteraient le
90
plus fortement l‟empreinte écologique d‟une habitation. En effet, des moyennes de 3,92 et de
3,15 ont été respectivement attribuées au polyuréthane et au polystyrène. Leur potentiel de
déplétion des ressources énergétiques a, dans les deux cas, obtenus une cote de 5. Dans le
cas distinctif du polyuréthane, l‟indicateur relatif à la production de déchets, que ces derniers
soient dangereux ou non, est de loin le plus élevé et a obtenu aussi une cote de 5.
Un aspect intéressant se dégage au niveau de la santé des occupants. Une approche de
type analyse de risque a été menée concernant la laine minérale, le lin et la fibre cellulosique.
Conformément aux résultats présentés et intégrés au tableau 5.13, la laine minérale
représenterait le choix limitant davantage le préjudice à la santé. En effet, une cote de 1 a été
accordé à chaque paramètre constituant l‟indicateur d‟atteinte à la santé des occupants pour
les produits minéraux non métallique, contrairement aux produits d‟origines naturelles, dont
les résultats de cotation varient fortement entre une cote de 1 et de 5. Puisqu‟elle émet moins
de contaminants biopersistants, la laine minérale de verre ou de roche présente moins de
potentiel d‟exposition et une absence de propriétés cancérogènes, comparativement au lin et
à la fibre cellulosique (Schmidt et al., 2008a).
Bien que l‟insuffisance de données ne permette pas de confronter l‟incidence des isolants à
base de polymère sur la santé des occupants à celle des autres isolants, il est à rappeler que
leur utilisation génère des émissions de COV, tel que le pentane, ainsi que des HCFC au
cours de leur vie utile. Ils présentent cependant la résistance thermique la plus élevée de
tous les isolants étudiés, avantage non négligeable par rapport aux besoins énergétiques
éventuels du bâtiment. D‟emblée, il est reconnu que l‟isolation d‟un bâtiment entraîne une
réduction de plus de 100 fois les impacts environnementaux associés à la production et à la
disposition du matériau isolant utilisé (Schmidt et al., 2004). Ainsi, pour plusieurs écologistes
du bâtiment, la performance isolante durant la vie utile de la résidence est le principal facteur
à considérer dans une perspective environnementale. Il n‟en va pas moins qu‟un choix plus
judicieux peut se faire en considérant différents critères environnementaux et de santé. En ce
sens, les résultats d‟une telle ACV s‟avèrent intéressants et pertinents pour guider la
sélection d‟un isolant en fonction de la santé des occupants, de la qualité de l‟air intérieur et
de différents préjudices environnementaux. Par ailleurs, les isolants présentés dans ce
chapitre ne correspondent pas à un inventaire exhaustif de tous les matériaux d‟isolation
disponible sur le marché québécois. Il s‟agit d‟un assortiment permettant de représenter les
principales catégories d‟isolants et d‟en dresser un portrait indicatif.
91
Tableau 5.13 Tableau récapitulatif des matériaux d‟isolation sélectionnés
(1) Koivula et al., 2005 (2) Le symbole (-) signifie qu‟il n‟y a pas de données disponibles.
Indicateurs Composantes Unité Isolants minéraux non métalliques
Isolants de polymère Isolant recyclé Isolants d‟origine agricole Isolant d‟origine
animale
Polystyrène Polyuréthane Cote Fibre cellulosique Cote Lin Cote Chanvre Cote
Laine de mouton
Cote Verre et roche Cote PSE et XPE Cote
Performance énergétique Résistance thermique R/po 2,2 0à 4,08 4 3,70 à 4,80 3 5,80 à 7,20 1 3,60 3 3,69 3 3,50 3 3,50 3
Déplétion des ressources Énergie MJ/kg 15,10 à 27,90 3 111,60 5 69,80 4 1,75 à 20,50 1 39,47 4 39,06 4 9,80 1
Eau L/kg 3,30 2 6,50 4 312,1 5 0,64 1 4,58 3 7,04 4 7,14 4
Matières premières g/kg 1038 2 695 1 - - 1183,20 3 1000 2 1003 2 2450 5
Effluent liquide Turbidité MES g/l 0,02 1 0,81 2 - - 0,64 2 0,07 1 2,56 5 - -
DCO g/l 0,04 1 1,20 2 - - 5,21 4 0,29 1 636,18 5 - -
DBO g/l - - 0,21 à 0,66 2 - - 0,014 1 - - - - -
Potentiel d‟eutrophisation N g/l 0,01 1 0,09 1 - - 0,07 1 0,44 2 0,66 2 - -
P g/l 0,00 1 0,01 1 3,60 5 0,00 1 0,00 1 0,66 2 1,16 3
Matières résiduelles de déchets Non dangereux g/kg 45 3 - - 279 700 5 23,70 3 97 3 3,30 1 0 1
Dangereux g/kg 0 1 80 3 17 400 5 1,30 2 0,30 1 - - 3,57 2
Total g/kg 45 3 80 4 297 100 5 25 à 187 4 97,30 4 3,30 1 3,57 1
Contenu récupéré % 75 % 2 2 % 5 40 % 3 80 % 2 - - - - 100 % 1
Potentiel de récupération - Oui 1 - - - 1 Oui 2 Oui 1 - - Oui 1
Émission atmosphérique
Potentiel d‟acidification
SOx g/kg 10,40 3 19 4 26 5 4,29 1 9,18 3 9,60 3 8,35 3
NOx g/kg 10,20 3 17 5 - - 2,92 1 5,90 2 11,31 3 - -
NH3 g/kg 2,00 4 0,15 2 - - 0,00 1 0,01 1 0,22 2 - -
Potentiel de création d‟ozone photochimique
COV g/kg 0,59 2 21,50 5 2 3 0,31 1 0,67 2 0,83 2 - -
CO g/kg 88,98 5 2,95 2 - - 0,88 1 1,46 1 5,86 2 - -
Potentiel de smog PST g/kg 1,01 1 3,15 2 - - 3,97 2 1,22 1 282,24 5 10 3
Potentiel de contribution au changement climatique
CO2 g/kg 1223 4 5400 à 1180 5 3800 5 629 3 1700 4 1,91 1 -323 1
CH4 g/kg 0,88 1 16 5 - - 0,44 1 3,32 2 2,5 2 - -
Potentiel d‟atteinte à la santé durant la vie utile
Bactérie à 80 % HR Cfu/gdw 01 1 - - - - ND
1 1 1,1 x 10
4 1 2 1,1 x 10
6 1 2 - -
Taux d‟humidité à 90 % HR % 0,281 1 - - - - 14
1 5 12
1 5 7,8
1 3 - -
Taux d‟émission de COV g/m2/h 0,55
1 à 0,82
1
1 - - - - 38001 5 1,30
1 2 10,20
1 3 - -
Émission particulaire [ ]/cm2 0,02 à 2
1 1 - - - - 0,02 à 2
1 1 1 à 2
1 2 5 à 10
1 5 - -
Potentiel de toxicité humaine Kg 1,4DB /kg
- - - - - - - - n.d.1 1 418
1 5 0,45
1 2
Total 52 63 48 5 54 66 31
Moyenne des cotes 2,08 3,15 3,92 2,04 2,16 2,87 2,21
92
6 REVÊTEMENT EXTÉRIEUR « Mieux vaut prendre le changement par la main
avant qu'il ne nous prenne par la gorge » – Winston Churchill
Le revêtement extérieur d‟un logis joue un rôle d‟importance au rang de l‟esthétisme. En
effet, il s‟agit de l‟habillement ultime de la maison, et moult textures et couleurs s‟offrent sur le
marché. Le choix du revêtement s‟appuie ainsi en partie sur ses valeurs esthétiques, mais
également sur ses qualités isolantes et sur la protection qu‟il propose à l‟enveloppe
thermique contre les intempéries.
Il existe différents types de revêtements extérieurs. Les matériaux les plus couramment
utilisés, tel que le présente la figure 6.1, sont la brique et le vinyle, suivi du bois, du stuc et de
l‟acier.
Figure 6.1 Répartition selon le type de revêtement extérieur. Adapté de Canada, 1997
6.1 Types de revêtement extérieur
Quelques-unes des techniques les plus anciennes de revêtement extérieur découlent de l‟art
de la maçonnerie. Les principaux éléments de corps en maçonnerie sont la brique, le béton
et le stuc. Ces éléments sont généralement liés et fixés à la structure du bâtiment par
l‟utilisation d‟un agent liant, le mortier.
93
6.1.1 Brique
Il existe des types distincts de briques en construction résidentielle au Canada. Dans le cadre
de cet essai, l‟intérêt porte sur les briques d‟argiles, les briques de béton et les briques
silicocalcaires. Globalement, la durée de vie utile de la brique est similaire à la durée de vie
du bâtiment. Un entretien des joints s‟avère tout de même nécessaire tous les 15 à 20 ans
(Athena, 2002a). Ce type de matériau subit présentement un déclin d‟intérêt de la part du
consommateur car il est onéreux. En 2009, le coût d‟un pied carré de parement de brique
varie entre sept et 12,00 $, selon la compagnie d‟architecture M2 Entreprise.
L‟industrie de l‟argile au Canada représente une production annuelle frôlant les 114 millions
de dollars, dont plus de la moitié provient de l‟Ontario. Au Québec, il n‟existe qu‟une seule
manufacture (Athena, 1998a). L‟argile abonde en tant que ressource naturelle : il s‟agit de
l‟une des matières minérales les plus retrouvées sur la planète. L‟industrie de la brique
correspond à 50 % du marché des éléments structuraux en argiles, et 74 % de la brique
d‟argile produite est destinée à des fins résidentielles (Athena, 1998a).
La production de briques d‟argile se base sur une série de procédures datant de plusieurs
siècles. Il s‟agit tout de même d‟une industrie moderne et progressive s‟étant développée
pour devenir de plus en plus efficiente.
Différents types de matières premières présentant des caractéristiques minérales et
géologiques différentes constituent l‟argile. Toutefois, l‟argile possède dans tous les cas des
caractéristiques granulométriques similaires, sans compter qu‟elle se compose toujours de
minéraux fins d‟origine secondaire, et qu‟elle présentent une structure aluminosilicate, peu
importe le type de composé minéral qui la compose. La dissemblance des argiles dépend,
entre autres, de s‟il s‟agit d‟argile de surface, provenant de formations sédimentaires
récentes et près de la surface de la Terre, de schistes, argiles ayant subis de fortes pressions
jusqu‟à durcissement, ou d‟argiles de fusion, originant des abysses terrestres. Ce dernier
type d‟argile présente moins d‟impuretés.
Dans tous les cas, la matière première s‟obtient par extraction dans des mines à ciel ouvert,
avant d‟être transportée par camion puis entreposée avant l‟usage. Au Canada, les deux tiers
des industries de brique ont leurs mines d‟argile à même le site de production, tandis que le
tiers des industries restant transportent leurs argiles sur une distance variant généralement
entre 10 et 25 kilomètres (Athena, 1998a).
94
D‟entrée de jeu, la production de briques implique un broyage de la matière première jusqu‟à
l‟obtention d‟une fine poudre. Les argiles moulues, qui comptent pour 82 % à 85 % de la
masse, sont mélangées à de l‟eau (12 % à 15 %) et à quelques additifs (moins de 2 %), pour
former une pâte plastique homogène. La pâte est ensuite modelée selon la forme et la
grosseur désirée. À ce moment, les briques doivent être séchées, soit à l‟air libre, ce qui
nécessite une et six semaines, soit dans des séchoirs mécaniques, ce qui raccourcit le temps
de séchage à deux ou quatre jours seulement. La température des séchoirs varie entre 40 et
200 ˚C. Une fois séchée, la brique est cuite dans un fourneau dont la température varie entre
1100 et 1200 ˚C. La production d‟une tonne de brique d‟argile nécessite un total de 1135
kilogrammes de matières premières. Lors de la construction résidentielle, la couverture d‟un
mètre carré de mur requiert 64,5 briques d‟argile (Athena, 1998a).
La brique de béton est, quant à elle, d‟utilisation peu commune dans le secteur résidentiel,
bien qu‟elle occupe une certaine place sur le marché. Sa durée de vie utile est généralement
similaire à celle du bâtiment, bien qu‟une maintenance des joints soit nécessaire tous les 15
à 20 ans (Athena, 2002a).
La composition des unités de maçonnerie en béton est similaire à celle du béton utilisée pour
les fondations, décrite au chapitre deux. Ces unités se composent de 10 % de ciment
Portland, de 25 % d‟agrégats fins, de 60 % d‟agrégats grossiers et de 5 % d‟eau. La majorité
de la production des unités de maçonnerie en béton se consacre aux blocs de béton
standards (51,7 %) tandis que la production de brique de béton ne représente que 4,4 % de
la production. Un total de 2027,27 kilogrammes de matières premières est engloutie pour la
production d‟une tonne de brique de béton (Athena, 1998a). Lors de la construction
résidentielle, chaque mètre carré de mur requiert entre 50 et 75 briques pour être recouvert
(Athena, 1998a).
Les unités de maçonnerie de type silico-calcaire sont produites à partir de sable, de chaux et
d‟eau puis sont mélangées et moulées sous une forte pression. Un seul producteur de ce
type de brique est présent au Canada, et est situé en Ontario. Il se spécialise dans la
production d‟unités d‟application architecturale, telles que les revêtements extérieurs
résidentiels.
La production des briques silicocalcaires requiert le mélange de sable propre et de qualité,
comptant pour 85 % de la masse finale du produit, avec de la chaux hydratée (6 %) à forte
teneur en calcium et de l‟eau (9 %). Cela produit une pâte élastique qui est ensuite moulée
95
en forme de brique sous de fortes pressions durant trois à huit heures. Une tonne de brique
silicocalcaire nécessite un total de 1090 kilogrammes de matières premières.
La chaux utilisée pour la production est transportée par camion sur une distance d‟environ
130 kilomètres aller-retour tandis que le sable, une matière première largement disponible
dans cette zone, parcourt une distance d‟environ 30 kilomètres aller-retour pour se rendre à
l‟usine de production (Athena, 1998a). Les briques, dont la résistance peut dépasser celle
des briques produites avec du ciment Portland, ont une apparence gris perle, résistent à la
compression et tolèrent les conditions météorologiques ardues.
Lors de la construction résidentielle, chaque mètre carré de mur nécessite environ 40 briques
pour être recouvert (Athena, 1998a).
6.1.2 Vinyle
Le revêtement extérieur de vinyle possède l‟avantage de nécessiter pratiquement aucune
maintenance, outre son nettoyage, sans compter qu‟il est très abordable. En effet, selon la
compagnie M2 Entreprises, le coût d‟un pied carré de parement de vinyle serait de deux
dollars en 2009. Par contre, il se dilate sous l‟effet de la chaleur, pouvant causer des
problèmes d‟ondulation et de dégradation des parements, sans compter qu‟il n‟est pas
ignifuge (Perrier, s.d.). La durée de vie utile de ce revêtement est en moyenne de 35 ans,
dans les conditions spécifiques de la région de Montréal (Athena, 2002a).
Les vinyles se subdivisent en trois grandes catégories, basées sur les méthodes de
polymérisation du PVC provenant du monomère de cholure de vinyle : la polymérisation par
suspension, par émulsion et par volume. Une telle polymération transforme le chlorure de
vinyle en polychlorure de vinyle, le PVC. Le vinyle utilisé pour le revêtement résidentiel
extérieur est polymérisé via le procédé de suspension. Les données fournies dans cet essai
concernent ce type de procédé (Athena, 1999a).
La bauxite, le fer, le calcaire, le sable et le sel constituent la matière première entrant dans la
production de ce type de revêtement. Environ 0,6943 kilogramme de matière première entre
dans la production d‟un kilogramme de revêtement, lorsque l‟eau n‟est pas prise en compte.
Globalement, 20,81 kilogrammes de matières sont nécessaires pour la production d‟un
kilogramme de vinyle (Athena, 1999a).
96
6.1.3 Bois
Le revêtement extérieur en lattes de bois massif est typiquement utilisé dans les
constructions résidentielles basses et à ossature en bois. Au Canada, le bois communément
employé est le cèdre rouge, le séquoia, le cyprès, cèdre blanc, le pin blanc et l‟épinette, selon
une variation essentiellement géographique (Athena, 1998b) .
Ce type de revêtement extérieur présente une durée de vie d‟environ 25 ans dans des
conditions telles que celles retrouvées au Québec et avec un certain entretien. En effet, il est
estimé qu‟une nouvelle couche de peinture est requise tous les cinq ans pour assurer une
protection maximale de la couverture et rehausser son attrait esthétique (Athena, 2002a).
Le marché nord-américain de revêtement de lattes de bois se voit dominé par des industries
de production de masse intégrant également la production de bois d‟œuvre. La gestion de la
matière première et la manufacture des produits de revêtement sont d‟ailleurs similaires à
celles des produits de bois d‟œuvre, présentées au chapitre trois. À l‟instar du bois d‟oeuvre,
quelque 1851,8 kilogrammes de grumes sont nécessaires à la production d‟une tonne de
lattes de bois destinées au revêtement extérieur.
Avant 1955, le bois était le principal revêtement résidentiel utilisé et dominait ce marché à 43
%. Depuis, il subit un déclin continu, causé par l‟augmentation de l‟utilisation de produits
alternatifs, tels que les bois composites. Disponible à un coût approximatif de 4,50 $ le pied
carré, selon la compagnie M2 Entreprises, le parement de bois ne représente aujourd‟hui que
10 % du marché du revêtement, bien qu‟un certain développement dans le marché écoamical
se fasse sentir par l‟offre d‟un produit de revêtement « vert ». La principale différence avec
les produits conventionnels se situe au niveau des procédés de séchage des lattes de bois
(Athena, 1998b). Ce type de parement est traité dans la section concernant les alternatives
aux revêtements traditionnels.
6.1.4 Stuc
Puisque le stuc, populairement appelé stucco, est un mélange de ciment, de calcaire, de
sable et d‟eau, il n‟y a pas d‟industrie propre à ce revêtement. Au Canada, on parle plutôt des
différentes industries qui composent les ingrédients essentiels du stuc, telle que l‟industrie du
ciment Portland, du calcaire et du sable. Le ciment Portland représente 20 % du mélange
total. Pour recouvrir un mètre carré d‟un mur extérieur, à une épaisseur d‟environ 22
97
millimètres, 3,56 kilogrammes de ciment Portland, 1,22 kilogramme de calcaire, 18,36
kilogrammes de sable et 3,38 litres d‟eau sont nécessaires, pour un total de 26,52
kilogrammes de matières premières (Athena, 2001).
Le stuc s‟applique en couche sur une latte de métal ou un support de maçonnerie constituant
la base de l‟enveloppe extérieure. Trois couches sont nécessaires pour atteindre un niveau
de protection adéquate. Il s‟agit d‟une méthode de revêtement expéditive et depuis
longtemps utilisée. Le fini stuc se mélange à même le site et s‟applique maximum trois
heures après avoir été mélangé (Athena, 2001).
Le revêtement extérieur en stuc présente une très longue durée de vie. Pour une habitation
résidentielle, il a une durée de vie moyenne de 75 ans, dans les conditions telles que celles
retrouvées dans le sud du Québec. Un certain entretien est toutefois nécessaire. En effet, il
faut effectuer des réparations localisées sur les murs de stuc environ tous les 20 ans, sur une
superficie correspondant à environ 10 % des murs extérieurs. Une nouvelle couche de
peinture s‟avère aussi nécessaire en moyenne tous les sept ans pour maintenir l‟aspect
esthétique (Athena, 2002a). Selon M2 Entreprises, le stuc coûte six à 12 dollars le pied carré.
6.1.5 Acier
L‟industrie du revêtement résidentiel extérieur en acier est similaire à celle des produits
d‟acier en longueur, décrite au chapitre trois. Au Canada, deux manufactures de revêtements
résidentiels en acier dominent le marché, situées à Montréal et à Ottawa. Le marché de
l‟acier en tant que revêtement extérieur s‟est rapidement développé. Il concerne
majoritairement les toitures de maison, bien qu‟un petit volume de production soit destiné aux
murs (Athena, 1998b).
Un revêtement résidentiel extérieur en acier présente une durée de vie utile d‟environ 40 ans,
bien qu‟il pourrait demeurer fonctionnel sur l‟ensemble de la durée de vie du bâtiment. En
effet, le remplacement du revêtement en acier se fait généralement en raison de l‟esthétisme.
Toutefois, l‟acier nécessite une maintenance tous les 15 ans environ. La maintenance
concerne principalement le remplacement du calfeutrage du revêtement plutôt que le
remplacement de certaines portions en acier.
98
6.2 Consommation d’énergie et revêtements extérieurs
L‟énergie intrinsèque des matériaux de revêtement extérieur varie fortement, tel que l‟indique
le tableau 6.1. Le stuc, dont la consommation d‟énergie est de 1,12 GJ par tonne, présente la
plus basse énergie intrinsèque, suivi de près par la brique silicocalcaire qui nécessite 1,17 GJ
par tonne. Ces données incluent l‟extraction des matières premières, le transport et la
production des matériaux finaux. La part d‟énergie dédiée au transport des matières
premières représente généralement entre 0,5 et 3 % du total de l‟énergie intrinsèque, sauf
dans le cas du bois, où elle atteint environ 16 % l‟ensemble de l‟énergie nécessaire.
Au Canada, la principale source d‟énergie utilisée dans la production de briques est le gaz
naturel, qui compte pour environ 65,9 % du total consommé par cette industrie. La
valorisation énergétique de la biomasse de bois constitue la deuxième source d‟énergie en
importance pour la production de brique au Canada et compte pour 10,8 % du total de
l‟énergie consommée (Athena, 1998a).
Le bois massif est généralement un des produits de construction le moins énergivore
disponible sur le marché, bien que dans le cas des revêtements extérieurs, la brique de
béton et silicocalcaire semblent être moins consommatrices. L‟industrie du bois porte une
attention particulière à la consommation d‟énergie durant la production, suite à
l‟augmentation des coûts liés aux approvisionnements en énergie et en bois. Une utilisation
plus efficace des matières premières et un plus grand usage du bois en tant que combustible
se font désormais percevoir (Athena, 1998b).
Tableau 6.1 Énergie intrinsèque de différents matériaux de revêtement extérieur (GJ/t)
Étapes de production
Brique
Vinyle Bois Stuc Acier Argile
Silico-calcaire
Béton
Extraction 0,05031 0,028271 0,06431 - 0,273 0,02695 -
Transport 0,02481 0,042691 0,038711 - 0,5853 0,05835 -
Production 4,50931 1,094021 1,717441 - 2,7343 1,0355 -
Total 4,58441 1,164981 1,820451 2,72 3,5893 1,11995 39,54
(1) Athena, 1998a (2) Athena, 1999a (3) Athena, 1998b (4) Athena, 2002 (5) Athena, 2001
99
Il est à noter que, sur le total de 1,035 GJ associé à la production de stuc, uniquement 0,3 %
est imputable à l‟étape de la préparation du mélange de stuc même. La balance est
attribuable aux procédés de manufacture des ingrédients entrant dans sa composition. Sur
l'assortiment des ingrédients essentiels, le ciment est celui nécessitant la plus grande énergie
de production. En effet, la manufacture du ciment ingurgite 70 % du total d‟énergie de
production du stuc (Athena, 2001).
6.3 Consommation d’eau et revêtements extérieurs
La quantité d‟eau entrant dans la production des revêtements extérieurs varie fortement. Tel
qu‟elle est présentée au tableau 6.3, la production d‟une tonne de brique nécessite entre 34,5
et 135 litres d‟eau tandis que la production de la même quantité de revêtement en acier
requiert 77 700 litres d‟eau. La production de parement d‟acier est celle nécessitant la plus
forte quantité d‟eau.
La production de revêtement extérieur en bois nécessite 520 litres d‟eau par tonne, celle du
stuc, 127,75 litres, tandis que celle du vinyle en nécessite 20 117 litres. Le revêtement
extérieur nécessitant la moindre quantité d‟eau est la brique de béton, avec seulement 34,5
litres d‟eau pour chaque tonne produite.
Tableau 6.3 Consommation d‟eau pour la production de revêtements extérieurs (l/t)
Revêtements extérieurs Consommation d‟eau
Briques Argile 1351 l/t
Béton 34,51 l/t (69 l/m3)
Silicocalcaire 901 l/m3
Vinyle 20 1172 l/t
Bois 5203 l/t
Stuc 127,75 l/t
Acier 77 7004 l/t
(1) Athena, 1998a (2) Athena, 1999a (3) Athena, 1998b (4) Athena, 2002
100
6.4 Impacts environnementaux des revêtements extérieurs
Les impacts environnementaux des revêtements extérieurs englobent, outre la déplétion des
ressources énergétiques et en eau présentée dans les sections 6.2 et 6.3, l‟émission de
contaminants dans les effluents liquides et atmosphériques, les matières résiduelles
produites et la contribution aux changements climatiques inhérente à chaque type de
revêtement.
6.4.1 Effluents liquides
Cette section concerne les émissions de contaminants dans l‟eau découlant de la production
des divers revêtements résidentiels extérieurs sélectionnés. Les principaux contaminants
retrouvés dans ces effluents sont présentés au tableau 6.4.
L‟effluent liquide découlant de la production de briques présente un pH variant de 7,83 à
8,15, selon le type de briques (Athena, 1998a). La production de brique silicocalcaire rejette
une quantité de matières solides en suspension de l‟ordre de 48,23 milligrammes et 1440
milligrammes d‟huiles et graisses par tonne, comparativement à 92 000 milligrammes de
matières en suspension et 4 milligrammes d‟huiles et graisses pour la production de la même
quantité de bois (Athena, 1998a ; Athena, 1998b). La production d‟une tonne de briques de
béton génère quant à elle 1420 milligrammes d‟huiles et graisses (Athena 1998a).
Pour sa part, la production d‟une tonne d‟acier génère 44 439 000 milligrammes de matières
en suspension et 22 440 kilogrammes d‟huiles et graisses (Athena, 2002). Le pH de l‟effluent
est de 8,045.
Lors de la production de stuc, le pH de l‟effluent liquide est de 8,16 et 1,535 milligrammes
d‟huiles et graisses par litre sont rejetés. L‟ampleur de l‟effluent provenant de cette production
est de 21,86 litres d‟eau par mètre carré de mur recouvert de stuc. En d‟autres termes,
0,8242 litre d‟eau découle de la production et de l‟application d‟un kilogramme de stuc
(Ahtena, 2001). À ces données sont intégrées celles concernant les effluents liquides
provenant des procédés de manufacture du ciment, de calcaire et des agrégats entrant dans
la composition du stuc, ainsi que l‟eau utilisée pour le nettoyage des équipements à toutes
les étapes du cycle de vie de production.
101
Tableau 6.4 Effluents liquides découlant de la production de différents revêtements extérieurs (mg/l)
(1) Athena, 1998a (2) Adapté de Athena, 1999a (3) Athena, 1998b (4) Athena, 2001 (5) Athena, 2002
Brique
Vinyle Bois Stuc Acier
Argile Béton Silicocal
caire
MES 258,791 55,96
1 48,23
1 2000
2 92 000
3 60,06
4
44 439 000
5
DCO 3.651 1.7987
1 1.45
1 1100
2 - 1,97449
4 -
DBO - - - 80,72 9000
3 - -
NH3 0.93501 0.3532
1 0.2855
1 350
2
- 0,343924 15 364
0005
N - 0.91941 0.7433
1 300
2 - 0,95964
4 871 000
5
P - 0.00201 0.0016
1 0,3
2 - 0,00209
4 17 590
5
Phénols 0.00191 0.0041
1 0.0033
1 0,00133
2 - 0,00414
4 -
Cyanure 0.00131 - - - - - 799 000
5
SOx 105.081
101.9517+0.0104
1
82,441 152
2
- 109,194 2 349
0005
Fer 11.41 - - 4,7
2 - - 282 000
5
Aluminium 11.51 0.2611
1 0.211
1 - - 0,269
4 -
Zinc 0.101 0 0 0,000038
2 - 0,00136
4 81 190
5
Chlorure - 343,851 278
1 0,00001
2
- 337,864 8 357
0005
102
6.4.2 Matières résiduelles
La génération de matières résiduelles provenant de la production des matériaux de
revêtements extérieurs diffère en quantité selon le type de parement.
Dans l‟industrie de la brique d‟argile, la brique endommagée ou ne répondant pas aux
critères spécifiques de qualité de l‟entreprise est entièrement retournée au début du procédé
de production en tant que matière première. Cela représente de quatre à huit pourcent du
total de matière première. Lorsque non recyclée, ce matériau est enfouie. Approximativement
11,35 kilogrammes de déchet ultime par tonne de briques produites sont générés (Athena,
1998a).
En fin de vie utile, lorsque le revêtement fait l‟objet d‟un remplacement ou encore lorsque
l‟habitation est détruite, la brique d‟argile est généralement enfouie. En effet, seul un faible
pourcentage de la brique est récupéré pour être recyclé, pourcentage variant fortement d‟un
cas à l‟autre. Toutefois, la brique d‟argile a bon usage en fin de vie : elle sert en tant que
matériel de recouvrement au site d‟enfouissement (Athena, 2002a).
Au sujet de la brique de béton, une part de matières résiduelles résulte de la production du
ciment et du béton. Le détail de ces données se trouve au chapitre concernant les
fondations. Lors de la production de la brique de béton, une part supplémentaire de déchets
ultimes est générée, de l‟ordre d‟environ 1,62 kilogrammes par tonne de brique produite. Sur
l‟ensemble du cycle de vie de production, un total d‟environ 4,59 kilogrammes de déchets
ultimes est produit pour chaque tonne (Athena, 1998a).
La fin de vie utile de la brique de béton correspond généralement au moment de la
destruction de l‟habitation puisque ce type de revêtement devrait demeurer en bon état tout
au long de la durée de vie de la maison (Athena, 2002a). À l‟instar du béton à des fins de
fondations, les agrégats peuvent être réintroduits constamment dans la chaîne de production.
Malgré que la brique fasse régulièrement objet d‟enfouissement en fin de vie, elle présente
un grand potentiel en tant qu‟élément de construction réutilisable, de par sa simplicité et sa
petite taille. Ainsi, ses chances de seconde vie sont augmentées par le fait qu‟elle possède
une souplesse architecturale exceptionnelle. Selon une étude norvégienne, une attention
particulière doit être portée au niveau du liant utilisé lors de la pause de la brique. Il s‟agit du
paramètre le plus important puisqu‟il influe sur les possibilités de déconstruction et de
103
réemploi. Ainsi, le mortier de chaux, utilisé historiquement, présente une plus grande
souplesse dans sa manipulation que le mortier de ciment, communément utilisé de nos jours
(Nordby et al., 2009).
Lors de la production du parement de vinyle, 89,85 kilogrammes de déchets ultimes solides
sont produits pour chaque tonne de vinyle. Ils sont généralement constitués de déchets
industriels, de produits chimiques inertes et de déchets minéraux.
En fin de vie utile, la totalité du parement de vinyle est ordinairement transportée au site
d‟enfouissement (Athena, 2002a), bien qu‟il puisse faire l‟objet de récupération à des fins de
recyclage et de réemploi sur d‟autres résidences lorsque retiré adéquatement des murs, tel
qu‟exposé par le Conseil du Vinyle du Canada dans son guide des meilleures pratiques lors
de la déconstruction. Cela représente une quantité de vinyle d‟environ 2,3 kilogrammes par
mètre carré de mur (Athena, 2002a).
En ce qui concerne la production de parement de bois, les déchets ultimes générés sont de
l‟ordre de 3,25 kilogrammes de déchets de procédés, 0,27 kilogramme de cendres de
combustion provenant de la bouilloire et 0,21 kilogramme de déchets inorganiques par tonne
de revêtement en bois. À cela peuvent être additionnées les émissions de déchets solides
découlant de l‟étape de gestion et de l‟exploitation forestière, qui tournent autour de 2,37
kilogrammes par tonne (Athena, 1998b).
En fin de vie utile, qui est d‟environ 25 ans, le bois est entièrement retiré pour être remplacé.
Habituellement, cela représente une quantité de bois d‟environ 1,60 kilogramme par mètre
carré. Malgré des efforts de récupération par le biais de la sensibilisation et des écocentres,
le bois de construction est encore régulièrement transporté au site d‟enfouissement (Athena,
2002a).
Un total de 42,5 kilogrammes de déchets solides sont générés durant la production d‟une
tonne de stuc. Cette somme se subdivise selon deux sources. D‟abord, 20,97 kilogrammes
de poussières de cuisson de ciment sont générés durant sa production. Bien que la majorité
du total de ces poussières de hauts-fourneaux soit recyclée à même la chaîne de production,
ces 20,97 kilogrammes correspondent à la part qui est réellement jetée. Aucun déchet solide
n‟est associé à la production du calcaire. La seconde source de production de déchets
solides provient du nettoyage des équipements résultant de la production même du stuc, qui
se fait in situ. Cette portion correspond approximativement à 21,53 kilogrammes pour chaque
104
tonne de stuc produit. En d‟autres termes, 112,6 grammes de déchets sont générés pour
chaque mètre carré de mur recouvert de stuc (Athena, 2001).
En fin de vie utile, le revêtement de stuc est entièrement retiré pour être remplacé.
Globalement, cela correspond à 36 kilogrammes de stuc par mètre carré, en plus des autres
matériaux, tel que le métal servant de support au stuc, qui correspond à 1 kilogramme par
mètre carré de mur résidentiel. Ces matières résiduelles sont généralement transportées au
site d‟enfouissement (Athena, 2002a).
Les matières résiduelles générées durant la production de l‟acier sont détaillées au chapitre
trois. Toutefois, il est pertinent de rappeler que la production d‟une tonne d‟acier génère
17,57 kilogrammes de poussières et 226,98 kilogrammes de scories de hauts-fourneaux
(Athena, 2002).
En fin de vie utile, l‟ensemble de l‟acier peut être réintroduit dans la chaîne de production de
l‟acier et ainsi être recyclé. Cela représente 10 kilogrammes d‟acier pour chaque mètre carré
de parement extérieur (Athena, 2002a).
6.4.3 Émissions atmosphériques
Les principaux polluants atmosphériques émis lors de la production des divers types de
parements extérieurs sont les oxydes sulfureux, les oxydes nitreux et le monoxyde de
carbone. Des émissions particulaires, d‟ammoniaque ainsi que de COV sont aussi notables,
et sont telles que présentées dans le tableau 6.5.
Conformément à ces données, il semblerait que le parement de vinyle soit l‟option ayant le
moins d‟incidences sur l‟atmosphère, de par sa moindre quantité de contaminants émis, tous
paramètres confondus. Un bémol concerne toutefois les composés sulfureux, où le vinyle se
classe au deuxième rang des plus basses émissions, juste derrière le parement de bois.
Pour l‟ensemble des divers indicateurs, il semblerait que le revêtement extérieur à base
d‟acier est celui émettant le plus de contaminants dans l‟atmosphère. La production d‟une
tonne d‟acier engendrerait un rejet de 5480 grammes d‟oxydes sulfureux, en comparaison à
six grammes pour le parement de bois, 20 grammes pour la production de briques
silicocalcaire ou 34 grammes pour la production de la même quantité de parement de stuc.
105
Tableau 6.5 Émissions atmosphériques associées à la production de revêtements (g/t)
Indicateurs Potentiel d‟acidification
atmosphérique
Potentiel de création d‟ozone photochimique
Potentiel de contribution au
smog
Unités SOx NOx COV CO PST
Argile1 260,50 287,80 51,92 745,45 1016,80
Béton1 56,21 664,56 27,38 174,68 365,96
Silicocalcaire1 20,00 260,00 18,00 100,00 207,00
Vinyle2 13,69 15,29 - 2,56 0,04
Bois3 6,00 171,00 40,00 115,00 389,00
Stuc4 34,08 523,12 8,94 78,14 396,63
Acier5 5480,00 2760,00 3800,00 26 950,00 1610,00
(1) Athena, 1998a (2) Adapté de Athena, 1999a (3) Athena, 1998b (4) Athena, 2001 (5) Athena, 2002
Le potentiel de création d‟ozone photochimique de la brique d‟argile est élevé
comparativement à celui des autres types de parement, outre l‟acier. Sa production émet
dans l‟atmosphère 745,45 grammes de CO et 51,92 grammes de COV, en comparaison au
bois, dont la production génère 115 grammes de CO et 40 grammes de COV, au vinyle, dont
la production n‟émet que 2,56 grammes de CO ou au stuc, dont la production émet 78,14
grammes de CO et 8,94 grammes de COV.
6.4.4 Changements climatiques
Le potentiel de contribution au réchauffement climatique s‟exprime par les émissions de CO2
et de CH4, provenant, dans ce cas-ci, de la production des parements extérieurs
conventionnels. Il diffère fortement d‟un matériau à l‟autre, tel qu‟il est indiqué au tableau 6.6.
106
Tableau 6.6 Potentiel de contribution aux changements climatiques de différents types de revêtements extérieurs (g/t)
Types de revêtements Potentiel de réchauffement climatique
kg CO2 par tonne g CH4 par tonne
Brique1
Argile 232,25 36,73
Béton 172,03 7,63
Silicocalcaire 103,88 5,41
Vinyle2 1820,00 0,03
Bois3 158,00 8,00
Stuc4 172,08 2,67
Acier5 2207,68 100,00
(1) Athena, 1998a (2) Adapté de Athena, 1999a (3) Athena, 1998b (4) Athena, 2001 (5) Athena, 2002
Selon ces données, la brique silicocalcaire et le bois sont les produits les plus performants
pour cet indicateur, par de leur faible potentiel de contribution aux changements climatiques.
En effet, 103,88 kilogrammes et 158 kilogrammes de CO2 sont générés pour chaque tonne
de parement de brique silicocalcaire et de bois, comparativement à 2207,68 kilogrammes
pour le revêtement en acier et à 1820 kilogrammes pour le vinyle. Il est à noter que, bien que
le vinyle figure parmi un des parements émettant le plus de CO2, il est celui qui génère la plus
maigre quantité de CH4, de l‟ordre de 0,3 gramme par tonne.
La performance du bois et de la brique silicocalcaire est suivie de près par la brique de béton
et le stuc, qui émettent respectivement 172,03 et 172,08 kilogrammes de CO2 par tonne.
6.5 Parements extérieurs alternatifs
Parmi les revêtements extérieurs qui font leur apparition sur le marché se trouve le
fibrociment. Fabriqué à partir de fibres cellulosiques de papier journal récupéré, de ciment
Portland et de sable, il est résistant à la moisissure et se présente en planche ou en
panneaux. D‟une durée de vie de 50 ans, son coût, installation comprise, est d‟environ six
dollars le pied carré. Il est facile d‟entretien et très stable sous les conditions météorologiques
du Québec (Perrier, s.d.).
107
Puisqu‟il s‟agit d‟un nouveau produit, peu de données concernant ses impacts
environnementaux sur l‟ensemble de son cycle de vie sont disponibles. Néanmoins, une
étude de l‟Administration de l‟environnement de la région de Bruxelle-Capitale stipule que
l‟énergie intrinsèque des lattes de fibrociment destinées au revêtement extérieur est de
l‟ordre de 11,0 MJ par kilogramme. De plus, des émissions de GES d‟une ampleur de 0,768
kilogramme par kilogramme y seraient associées (Breels, 2009). Selon le Building Research
Establishment du Royaume-Uni, le taux de réemploi sur le chantier des matières résiduelles
de construction des lattes ou panneaux de fibrociment est de 10 %. La balance, non utilisée
et devenue déchet ultime, est enfouie.
Outre les nouveaux matériaux faisant leur entrée sur le marché du revêtement, une
alternative naturelle demeure l‟utilisation du bois, lorsque l‟exploitation et le traitement se font
selon des considérations environnementales. Pour les besoins du présent essai, ce
parement se verra attribuer l‟appellation de « bois vert ». Selon l‟Athena Institute, ce
revêtement écoamical occupe une place non négligeable sur le marché : pour une des usines
de production faisant l‟objet de leur étude, la vente de ce bois vert représente plus de 70 %
du total des ventes des parements extérieurs en bois (Athena, 1998b).
Tableau 6.7 Inventaire des impacts environnementaux découlant de la production d‟une tonne de parements extérieurs de bois vert
Indicateurs Catégories d‟impacts Unité Bois vert
Déplétion des ressources Énergie intrinsèque GJ/t 1,6884
Consommation d‟eau l/t 450
Effluents liquides MES mg/l 92 000
DBO mg/l 9000
Huiles et graisses mg/l 4000
Émissions atmosphériques
SOx g/t 5
NOx g/t 42
CO g/t 40
CH4 g/t 1
COV g/t 6
Génération de déchets Déchets de procédés kg/t 3,07
Déchets de gestion forestière kg/t 2,2
Changements climatiques CO2 kg/t 54
Adapté de Athena, 1998b
108
L‟inventaire des impacts environnementaux de ce parement est présenté dans le tableau 6.7.
La principale différence entre la consommation d‟énergie lors de la production du bois vert
par rapport à celle des parements de bois conventionnel se situe au niveau de la production,
bien que chaque étape de la manufacture du bois vert consomme moins d‟énergie que dans
le cas du bois conventionnel. Se sont surtout les méthodes de séchage du bois qui
engendrent une telle différence dans la consommation d‟énergie (Athena, 1998b). Cette
étape gruge 2,73 GJ par tonne de parements de bois conventionnel comparativement à
seulement 0,893 GJ pour la même quantité de revêtement de bois vert.
6.6 Analyse comparative des revêtements extérieurs
À la lumière des données recueillies dans la littérature est présentée au tableau 6.8 une
récapitulation des impacts environnementaux et sur la santé découlant des différents
parements extérieurs, et ce, en fonction des indicateurs ciblés.
Bien que ces résultats ne permettent pas d‟affirmer l‟ampleur réelle des préjudices
environnementaux des parements, il est possible de constater que les matériaux présentant
la plus faible empreinte environnementale seraient le parement de brique silicocalcaire et le
bois vert. Il s‟agirait en effet, dans les limites de cet essai, des parements présentant le
meilleur profil environnemental. Des moyennes de 1,86 et de 2,2 leur ont été attribuées
respectivement. Dans la catégorie des produits dits écoamicaux, le fibrociment semble avoir
une empreinte écologique plus importante que bois vert, avec une moyenne de 2,75
comparativement à 1,86 pour ce dernier.
Les produits de brique de béton et de stuc présentent des résultats similaires, avec des
moyennes des cotes de 2,33 et 2,39 respectivement. Les avantages de la brique de béton se
situent au niveau de sa faible énergie intrinsèque, ses effluents liquides, qui présentent une
concentration de contaminants moindre, ainsi qu‟une durée de vie utile similaire à celle du
bâtiment. Toutefois, les potentiels d‟acidification atmosphérique, de production de smog et de
création d‟ozone photochimique de la brique de béton sont assez élevés. Concernant le stuc,
ses avantages sont similaires à ceux de la brique de béton, en plus de son faible potentiel de
création d‟ozone photochimique durant la production. Toutefois, la durée de vie du stuc n‟est
que de 25 ans.
Toujours selon les résultats obtenus, il semble qu‟un revêtement extérieur en acier soit de
loin l‟option ayant le plus d‟incidences environnementales négatives. L‟acier se classe bon
109
dernier pour la grande majorité des indicateurs, bien qu‟il s‟agisse d‟une matière très en
demande sur le marché des matières recyclables, puisque l‟acier peut être réintégré dans la
chaîne de production de façon quasi infinie. Le parement d‟acier s‟est vu attribué une
moyenne de 4,5. Les principaux préjudices de ce type de revêtement se situent au niveau
des effluents liquides ainsi que des émissions atmosphériques. En effet, l‟acier a reçu une
cote de 5 pour chacun des paramètres constituant ces catégories d‟indicateurs.
Les résultats d‟une telle ACV s‟avèrent intéressants et pertinents pour guider le choix d‟un
parement extérieur en fonction de différents impacts environnementaux. Toutefois, les
produits présentés dans ce chapitre ne correspondent pas à un inventaire exhaustif de tous
les produits de revêtement disponible sur le marché québécois. Il s‟agit d‟une sélection
permettant de représenter les principales catégories et d‟en dresser un portrait indicatif.
Par ailleurs, une exception a été faite dans la structure de ce chapitre. En effet, il a été jugé
non significatif, dans le cadre de cet essai, d‟évaluer l‟incidence sur la qualité de l‟air intérieur
et sur la santé des occupants inhérente au choix du parement extérieur.
Bien que la maison soit une structure qui « respire », le revêtement extérieur est très peu en
contact avec l‟air intérieur puisqu‟il est séparé, entre autres, par les pares-vapeurs, les pares-
aires, les isolants, l‟ossature, le gypse et la peinture des murs intérieurs. Ainsi, l‟analyse se
base plutôt sur les indicateurs environnementaux pour dresser le portrait des matériaux
entrant dans cette étape de construction.
110
Tableau 6.8 Tableau récapitulatif des matériaux de revêtement extérieur sélectionnés
(1) Athena, 1998a (2) Adapté de Athena, 1999a (3) Athena, 1998b (4) Athena, 2001 (5) Athena, 2002 (6) Perrier, s.d.
Notes : (-) signifie qu‟il n‟y a pas de données disponibles.
Indicateurs Composantes Unité Brique
1
Vinyle2 Cote Bois
3 Cote Stuc
4 Cote Acier
5 Cote Bois vert
3 Cote Fibrociment
6 Cote
Argile Cote Béton Cote Silicocalcaire Cote
Déplétion des ressources
Énergie GJ/t 4,580 3 1,170 1 1,821 1 2,700 2 3,589 3 1,120 1 39,500 5 1,688 1 11,000 4
Eau l/t 135,000 2 34,500 1 - - 20 117,000 5 520,000 4 127,750 2 77 700,000 5 450,000 4 - -
Matières premières
g/t 1135,000 2 2 027 270,000 5 1090,000 1 20 810,000 5 1851,800 3 - - 2200,000 3 1851,800 3 - -
Effluent liquide
Turbidité MES mg/l 258,790 2 55,960 1 48,230 1 2000,000 4 92 000,000 5 60,060 1 44 439 000,000 5 92 000,000 5 - -
DCO mg/l 3,650 3 1,798 1 1,450 1 1100,000 5 - - 1,975 1 - - - - - -
DBO mg/l - - - - - - 80,700 1 9000,000 5 - - - - 9000,000 5 - -
NH3 Mg/l 0,940 2 0,350 1 0,286 1 350,000 5 - - 0,344 1 15 364 000,000 5 - - - -
Potentiel d‟eutrophisation
N mg/l n.s. 1 0,919 2 0,743 2 300,000 5 - - 0,960 2 871 000,000 5 - - - -
P mg/l n.s. 1 0,002 1 0,002 1 0,300 3 - - 0,002 1 17 590,000 5 - - - -
Production de déchets
Durant la production
kg/t 11,400 2 4,590 1 - - 89,850 4 6,095 1 42,500 4 244,550 5 5,270 1 - -
En fin de vie Kg/m2 - - - - - - 2,300 2 1,600 1 36,000 5 10,000 4 1,600 1 - -
Potentiel de récupération
- oui 1 Oui 4 - - Oui 1 Oui 1 Non 5 Oui 1 Oui 1 Oui 1
Émission atmosphérique
Potentiel d‟acidification SOx g/t 260,500 4 56,210 3 20,000 2 13,690 2 6,000 1 34,080 3 5480,000 5 5,000 1 - -
NOx g/t 287,800 4 664,560 4 260,000 4 15,290 1 171,000 3 523,120 4 2760,000 5 42,000 2 - -
Potentiel de création d‟ozone photochimique
COV g/t 51,920 3 27,380 3 18,000 2 - - 40,000 3 8,940 1 3800,000 5 6,000 1 - -
CO g/t 745,450 5 174,680 4 100,000 3 2,560 1 115,000 3 78,140 2 26 950,000 5 40,000 2 - -
Potentiel de smog PST g/t 1016,800 5 365,960 4 207,000 3 0,037 1 389,000 4 396,630 4 1610,000 5 - - - -
Potentiel de contribution au changement climatique
CO2 kg/t 232,250 3 172,030 2 103,880 1 1820,000 5 158,000 2 172,080 2 2207,680 5 54,000 1 768,000 4
CH4 g/t 36,700 4 7,630 3 5,410 3 0,030 1 8,000 3 2,669 2 100,000 5 1,000 1 - -
Durée de vie utile an Celle du bâtiment 1
Celle du bâtiment 1 - - 35 3 25 4 75 2 40 3 25 4 50 2
Total 48 42 26 56 46 43 81 33 11
Moyenne des cotes 2,67 2,33 1,86 2,95 2,88 2,39 4,5 2,2 2,75
111
7 FINITION INTÉRIEURE
« C'est une triste chose de songer que la nature parle et que le genre humain ne l'écoute pas »
– Victor Hugo
La finition intérieure d‟un domicile rehausse non seulement l‟aspect esthétique de ce dernier,
mais contribue de surcroît amplement à accroître le confort des occupants ainsi que la
durabilité des matériaux. La peinture, lorsqu‟appliquée sur les murs, permet d‟élever la
luminosité d‟une pièce, de protéger le gypse formant les murs contre les moisissures et les
bris et en facilite l‟entretien (Dupuy, 2008).
Dans ce chapitre seront abordées les peintures utilisées pour le recouvrement mural ainsi
que certains recouvrements de planchers.
7.1 Recouvrement mural
Il existe deux principaux types de peinture utilisés lors de la finition intérieure d‟une
résidence : la peinture acrylique, nommée aussi peinture au latex ou peinture à l‟eau, ainsi
que la peinture à l‟huile, nommée aussi alkyde. Toutes deux présentent une durée de vie
similaire. Peu importe le type de peintures, elles sont toujours composées de trois parties
principales : le solvant, le liant et le pigment (Dupuy, 2008).
Lors de la production d‟un kilogramme de peinture acrylique, 0,106 kilogramme de propylène
glycol, 0,210 kilogramme de bioxyde de titane qui forme le pigment, 0,570 kilogramme
d‟agent de dispersion acrylique, 0,5 kilogramme d‟eau agissant en tant que solvant et 0,5
kilogramme d‟acétone et de méthanol, sont nécessaires, pour un total de 1,886 kilogrammes
de matières premières (Athena, 1998).
Les matières premières entrant dans la production d‟un kilogramme de peinture à l‟huile se
répartissent comme suit : 0,133 kilogramme white spirit, 0,293 kilogramme de bioxyde de
titane, 0,560 kilogramme de résine d‟alkyde, 0,46 kilogramme d‟huile de lin et quelques
traces de produits pétrochimiques, pour un total de 1,446 kilogrammes de matières
premières (Athena, 1998). Dans ce cas, les solvants utilisés proviennent de l‟industrie de la
pétrochimie.
112
7.1.1 Consommation d’énergie et peinture
L‟énergie intrinsèque des peintures résidentielles varie, tel que l‟indique le tableau 7.1. Selon
ces données, la peinture acrylique, dont l‟énergie intrinsèque oscille entre 7,77 et 76,80
mégajoules par kilogramme, consomme près de 40 % moins d‟énergie que la peinture à
l‟huile, dont l‟énergie grise se situe entre 11,4 et 96,86 mégajoules.
Tableau 7.1 Énergie intrinsèque de différentes peintures (MJ/kg)
Catégorie Énergie intrinsèque
Acrylique 7,771 à 76,82
À l‟huile 11,41 à 96,862
(1) Athena, 1998 (2) Dupuy, 2008
7.1.2 Consommation d’eau et peinture
La quantité d‟eau nécessaire à la production d‟un kilogramme de peinture acrylique est de
0,00691 mètre cube, comparativement à celle entrant dans la production de la même
quantité de peinture à l‟huile, de l‟ordre de 0,0086 mètre cube (Athena, 1998).
Tableau 7.2 Énergie intrinsèque de différentes peintures (m3/kg)
Catégorie Quantité d‟eau
Acrylique 0,00691
À l‟huile 0,0086
Adapté de Athena, 1998
7.1.3 Effluents liquides et peinture
Cette section présente les émissions de contaminants dans l‟eau découlant de la production
des peintures acrylique et à l‟huile. Les principaux contaminants retrouvés dans ces effluents
sont présentés au tableau 7.3.
Selon ces données, les effluents liquides découlant de la production de peinture à l‟huile
contiennent des contaminants en quantité plus importantes que dans le cas de la peinture
113
acrylique, sauf en ce qui concerne la DCO, le P et les phénols, où les rejets provenant de la
production de peinture à l‟huile sont plus importants en quantité.
Tableau 7.3 Effluents liquides découlant de la production de différents types de peintures (g/kg)
Adapté de Athena, 1998
7.1.4 Matières résiduelles et peinture
Durant et après la production d‟un kilogramme de peinture acrylique, 0,053 kilogramme de
propylène glycol est rejeté. S‟ajoutent à cela 1,123 kilogrammes de déchets par kilogramme
de peinture. Ces déchets sont composés de rejets de teintures, de déchets huileux et de
déchets de peintures. La part de déchets toxiques retrouvé dans ce total est de 0,168
kilogramme par kilogramme (Athena, 1998).
Lors de la production d‟un kilogramme de peinture à l‟huile, 1,557 kilogrammes de déchets
sont produits. De ce total, la part de déchets toxiques est de 0,248 kilogramme (Athena,
1998).
De plus en plus se développent des réseaux de récupérateurs pour les restes de peinture. En
fin de vie utile, rien ne peut être fait avec la peinture appliquée au mur. Toutefois, la
problématique se situe au niveau de la grande quantité de peinture non utilisée par les
consommateurs, une fois leur travail de rénovation effectué et qu‟ils ne désirent pas
conserver les restants de peinture pour les retouches éventuelles. Ainsi, un réseau
d‟écocentres se forme au Québec pour la récupération de la peinture non utilisée. À ce
moment, la peinture peut être recyclée.
Peintures Acrylique À l‟huile
MES 12,7 33,1
DBO 0,02 0,0349
DCO 4,89 3,39
N 0,00000321 0,00000418
P 0,01 0,09
Phénols 0,0000235 0,000165
Huile - 0,45
114
7.1.5 Émissions atmosphériques et peintures
Les principaux polluants atmosphériques émis lors de la production des différents types de
peintures sont les oxydes sulfureux, les oxydes nitreux et les particules en suspension. Les
données d‟inventaire sont telles que présentées dans le tableau 7.4.
Tableau 7.4 Émissions atmosphériques associées aux différents types de recouvrement mural (g/kg)
Indicateur Unité Acrylique À l‟huile
Potentiel d‟acidification SOx 23,81 38,29
NOx 9,67 11,20
Potentiel de création d‟ozone photochimique
COV - -
CO 2,17 4,73
Potentiel de contribution au smog
PST 3,05 2,57
Adapté de Athena, 1998
Globalement, selon ces données, il semblerait que la peinture à l‟eau (acrylique) soit l‟option
ayant le moins d‟incidence sur l‟atmosphère, de par sa moindre quantité de contaminants
émis, sauf en ce qui concerne la quantité de particules en suspension, qui est de l‟ordre de
3,05 grammes par kilogramme, comparativement à 2,57 grammes par kilogramme de
peinture à l‟huile. Ainsi, le potentiel de contribution au smog serait plus élevé pour la peinture
à l‟eau qu‟à l‟huile. Par contre, la production de peinture à l‟eau émettrait une très faible
quantité de dioxine ainsi que 0,02 gramme de formaldéhyde par kilogramme.
Pour l‟ensemble des différents indicateurs, il semblerait que la production de peinture à l‟huile
soit celle qui produit globalement le plus d‟émissions de contaminants dans l‟atmosphère. En
effet, la production d‟un kilogramme de peinture à l‟huile émettrait 38,29 grammes d‟oxydes
sulfureux, comparativement à 23,81 grammes pour la même quantité de peinture acrylique.
Son potentiel de création d‟ozone photochimique est aussi plus élevé que celui de la peinture
acrylique. Bien que les données concernant les émissions de COV ne soient pas disponibles
de façon précise, sa production émet dans l‟atmosphère quelque 4,73 grammes de CO,
comparativement à 2,17 grammes pour la même quantité de peinture à l‟eau.
115
7.1.6 Changements climatiques et peintures
La contribution aux changements climatiques des différentes peintures est détaillée au
tableau 7.5. Selon ces données, la production d‟un kilogramme de peinture acrylique
émettrait 4,03 grammes de méthane ainsi que 2 905,94 grammes de dioxyde de carbone. Il
s‟agirait du type de peinture le plus performant par de leur faible contribution aux
changements climatiques. En effet, la production d‟un kilogramme de peinture à l‟huile
émettrait 3 670,33 grammes de CO2 ainsi que 7,25 grammes de CH4.
Tableau 7.5 Contribution aux changements climatiques associée aux différents types de peinture murale selon les émissions de CO2 et de CH4 (g/kg)
Types de peinture Potentiel de réchauffement climatique
g CO2 par kg g CH4 par kg
Peinture acrylique 2 905,94 4,03
Peinture à l‟huile 3 670,33 7,25
Adapté de Athena, 1998
7.1.7 Santé et peinture
Depuis quelques années, un des principaux problèmes reliés à l‟utilisation de la peinture à
des fins de finition intérieure concerne l‟émission de COV. Ainsi, plusieurs efforts se font afin
de réduire leur concentration dans les procédés industriels de production de peinture. Une
des difficultés associées à l‟utilisation de peinture en décoration résidentielle est le fait que
les émanations ne sont pas captées, contrairement à celles provenant d‟un environnement
contrôlé retrouvé dans les utilisations industrielles ou commerciales (Dobson, 1996).
Parmi les options qui se présentent au consommateur, l‟utilisation d‟une peinture contenant
moins ou pas de COV semble être la meilleure solution. De plus, le choix d‟une peinture dont
les COV sont moins réactifs permet de contribuer à limiter la formation d‟ozone
troposphérique (Dobson, 1996). Les peintures acryliques contiennent généralement moins de
COV que les peintures à l‟huile puisqu‟elles peuvent contenir de 40 à 50 % d‟eau, qui agit
comme solvant. Toutefois, d‟autres composés chimiques doivent y être ajoutés pour assurer
la fusion entre les pigments et la résine. L‟éther glycol, un COV, est parfois incorporé. Ce
116
dernier risque d‟émaner dans la résidence pendant plus de six mois après son application
(Dupuy, 2008).
Parmi les principaux COV émis par les peintures figure le formaldéhyde (HCHO). Le HCHO
agit comme un contaminant toxique dans l‟air intérieur et augmente l‟exposition des
occupants à des risques potentiels d‟atteinte à la santé (Kelly, Smith et Satola, 1999). Bien
que la majorité du préjudice environnemental et sur la santé survienne durant la période
d‟usage, des COV continuent d‟être émis longtemps après leur application (Dobson, 1996)
(Tableau 7.6).
Tableau 7.6 Émissions de formaldéhyde provenant des produits de finition des murs intérieurs (ug/m2/h)
Produits Émissions initiales Émissions finales (après 22 heures)
Peinture de latex de faible qualité 518 8,1
Peinture de latex de haute qualité 326 9,8
Modifié de Kelly, Smith et Satola, 1999
Les effets combinés des COV provenant des différents produits retrouvés dans la maison
(dérivant du bois des meubles, des planchers ou de la peinture sur les murs) peuvent
entraîner la formation et l‟amplification d‟aérosols organiques secondaires (AOS). Les AOS
proviennent de la réaction entre les particules en suspension, les COV et l‟ozone
troposphérique présente à l‟intérieur des maisons. Ils contribuent ainsi à l‟exposition humaine
aux particules (Toftum et al., 2008). Selon l‟étude de Toftum et al. (2008), les concentrations
en COV retrouvées dans l‟air intérieur varient fortement, puis réagissent pour former les
AOS, tel que présenté dans le tableau 7.7.
Tableau 7.7 Émissions de COV et formation de AOS provenant d‟un mur peinturé à l‟acrylique
Modifié de Toftum et al., 2008
Cette étude a été faite en se basant sur les émanations provenant d‟une peinture dite
écoamicale, c‟est-à-dire qui présente un contenu de COV plus faible que la peinture acrylique
Jours Concentration COV (ppb) AOS (ug/m3)
Jour 1 130 160
Jour 2 250 180
117
conventionnelle. Bien que les émanations de COV diminuent suite à l‟application de la
peinture, la quantité de COV en concentration dans l‟air augmente au deuxième jour. De ce
fait, il est aussi possible de remarquer une augmentation de la quantité de AOS formées
entre la première et la deuxième journée de l‟étude. Selon les résultats de l‟étude, cette
situation devrait durer quelques jours et ainsi contribuer à la formation de composés d‟ozone
troposphérique. Une fois la peinture complètement sèche, les émissions diminuent
considérablement, en particulier celles de limonène, retrouvé dans la peinture (Toftum et al.,
2008).
Un point intéressant à mentionner concernant la finition intérieure des murs est que la
peinture est généralement appliquée sur des panneaux de gypse. En effet, les murs et les
divisions à l‟intérieur d‟une résidence sont faits de gypse dans plus de 90 % des résidences
nord américaines (Athena, 1997) Bien que ce produit n‟entre pas dans les catégories
abordées dans le présent essai, il est intéressant de mentionner que, selon l‟Athena Institute,
le gypse serait l‟un des produits les plus écoamicaux sur le marché de la construction, et ce,
pour différentes raisons concernant surtout les matières résiduelles et la consommation de
matières premières (Athena, 1997). D‟abord, le gypse encourage la réutilisation de carton, de
journaux et de magazines pour sa production, et ce, de façon généralisée et depuis
longtemps. De plus, 100 % de la récupération et du recyclage des déchets de production se
fait à même l‟usine, sans compter le volume grandissant de déchets de constructions de
panneaux de gypse qui se voit récupéré et recyclé dans la production de nouveaux panneaux
(Athena, 1997).
7.1.8 Analyse comparative des peintures
Une récapitulation des préjudices environnementaux et sur la santé découlant des différents
types de peintures, analysés en fonction des indicateurs ciblés, est présentée au tableau 7.8.
Bien que ces données ne permettent pas d‟affirmer l‟ampleur réelle de tous les impacts des
peintures, il est possible d‟envisager que la peinture acrylique engendre la plus faible
empreinte environnementale. Il s‟agirait en effet, dans les limites de cet essai, de la peinture
présentant le meilleur profil environnemental. Cette dernière a obtenu une moyenne de 1,48,
comparativement à 2,19 pour la peinture à l‟huile. Selon ces données, le principal impact
environnemental global de tous types de peintures confondus se situe au niveau de leur
potentiel de contribution aux changements climatiques et à l‟influence qu‟elles portent sur la
qualité de l‟air intérieur.
118
Tableau 7.8 Tableau récapitulatif de l‟inventaire et de l‟analyse de cycle de vie des peintures
Indicateurs Composantes Unité
Peinture acrylique Peinture à l‟huile
Résultats Cote Résultats Cote
Déplétion des ressources
Énergie MJ/kg 7,77 à 76,8 1 11,4 à 96,86 2
Matières premières
kg/kg 1,886 2 1,446 1
Eau m3/kg 0,00691 1 0,0086 2
Effluent liquide
Phénols g/kg 0,0000235 1 0,000165 2
Huiles g/kg 0,00 1 0,45 3
DCO g/kg 4,89 3 3,39 2
DBO g/kg 0,02 1 0,0349 2
Turbidité MES g/kg 12,7 2 33,1 1
Potentiel d‟eutrophisation
N g/kg 0,0000032 1 0,00000418 2
P g/kg 0,01 1 0,09 3
Production de déchets
Durant la production
kg/kg 1,17 1 1,56 2
Déchets dangereux
Kg/kg 0,168 1 0,248 2
Potentiel de récupération
- Oui 1 Oui 1
Émission atmosphérique
Potentiel d‟acidification
SOx g/kg 23,81 2 38,29 3
NOx g/kg 9,67 2 11,20 2
Potentiel de création d‟ozone photochimique
COV g/kg - - - -
CO g/kg 2,17 1 4,73 3
Potentiel de smog Particules g/kg 3,05 2 2,57 1
Potentiel de contribution au changement climatique
CO2 g/kg 2905,94 3 3670,33 4
CH4 g/kg 4,04 1 7,25 3
Durée de vie utile an 7 1 7 1
Santé des occupants Émissions de COV - (+) 2 (+) 4
Total additionné 31 46
Moyenne des cotes 1,48 2,19
119
7.2 Recouvrement de planchers
Un autre aspect important de la finition intérieure d‟une maison est le recouvrement de
plancher. Pour des raisons de confort, d‟esthétisme et de sécurité, les contreplaqués formant
le squelette des planchers sont recouverts de différents types de matériaux, choisis pour leur
style, leur confort, leur coût, leur durabilité ou leur fonctionnalité.
Quatre types de planchers ont été sélectionnés aux fins de cet essai : le plancher de bois de
pin, le linoléum, le PVC et le parquet. Le peu de données disponibles concernant l‟inventaire
du cycle de vie de la production de différents types de tapis ne permet pas d‟intégrer
complètement ce type de plancher à l‟analyse comparative de ce chapitre. En outre,
quelques commentaires permettent tout de même de renseigner le lecteur.
Une seule matière première entre dans la production d‟un plancher de bois de pin : le pin. Le
plancher, une fois installé, est sablé et verni sur place, quoique de plus en plus il soit
remplacé par des produits de bois massif prévernis en usine (Perrier, s.d.).
Les composantes entrant dans la fabrication des planchers de linoléum sont l‟acrylate, l‟huile
de lin, la résine, la poudre de bois et de liège, la poudre de calcaire, les pigments, le jute et
les agents de séchage. Environ 2561,5 grammes de matières premières sont nécessaires à
la production d‟un mètre carré de plancher de linoléum (Sharai-Rad, 2002).
Les principales composantes entrant dans la fabrication des planchers de PVC sont le chlore
(Cl2) et l‟éthylène (CH2-CH2) (Sharai-Rad, 2002). Environ 2115,7 grammes de matières
premières sont nécessaires à la production de l‟équivalent d‟un mètre carré de plancher de
PVC.
Le parquet sélectionné est un parquet solide fabriqué d‟une mosaïque de morceaux de bois,
et collé au sous-plancher. Ce type de plancher peut être catégorisé de produit d‟ingénierie.
Les données d‟analyses présentées incluent le transport, la maintenance et la disposition des
matières résiduelles. En plus des incidences environnementales des matériaux, l‟analyse
intègre l‟importance de l‟utilisation du bois en tant que substitut à l‟énergie fossile (Sharai-
Rad, 2002).
La durée de vie utile des planchers de pin est estimée à 40 ans. Celle du linoléum à 25 ans,
celle du plancher de PVC, 20 ans, et celle d‟un parquet, à 45 ans (Sharai-Rad, 2002). La
120
durée de vie utile d‟un tapis, qu‟il soit en laine ou fait de fibre synthétique à base de nylon ou
de polypropylène, est estimée à huit à dix ans seulement (Dupuy, 2008).
7.2.1 Consommation d’énergie et planchers
L‟énergie intrinsèque des matériaux utilisés pour les planchers résidentiels varie fortement,
tel que l‟indique le tableau 7.9. Selon ces données, le tapis, toutes catégories confondues,
possède l‟énergie intrinsèque la plus importante, oscillant entre 348 et 614 MJ par mètre
carré. Le tapis est suivi de près par le parquet de bois, avec une énergie intrinsèque de 314
MJ par mètre carré, et ce, malgré la possibilité de recouvrer 104,8 MJ d‟énergie durant la
production.
Le troisième produit présentant l‟énergie intrinsèque la plus importante est le plancher de
linoléum : 86,5 MJ sont nécessaires à la production d‟un mètre carré. Plus de 50 % de
l‟énergie intrinsèque du linoléum provient de l‟étape de production du plancher. L‟incinération
de certains résidus de production permet de recouvrer 28,8 MJ d‟énergie.
Pour ce qui est du plancher de PVC, 72 MJ sont nécessaires sur l‟ensemble de son cycle de
vie. Tout comme dans le cas du linoléum, une possibilité de recouvrement d‟énergie
d‟environ 16 MJ est envisageable par la valorisation de résidus par incinération. Sur le total
de l‟énergie grise de ce plancher, 30 % est consacré à l‟étape de production (Sharai-Rad,
2002).
Selon les données présentées au tableau 7.7, le produit présentant la plus faible
consommation d‟énergie au long de son cycle de vie est le plancher de bois de pin. En effet,
49,16 MJ se destinent à la production d‟un mètre carré et les possibilités de recouvrement
d‟énergie par incinération des résidus de bois sont de 113 MJ.
Par ailleurs, il est toujours concevable de réduire davantage l‟énergie intrinsèque du plancher
de bois de pin. En effet, celle-ci sera de moindre ampleur si le choix est porté sur un bois
local plutôt qu‟un bois provenant de Chine ou d‟Argentine. L‟offre de bois importé de ces pays
ne cesse de croître, augmentant considérablement l‟énergie intrinsèque du produit. Cette
augmentation se lie aux besoins énergétiques de transport. Un choix s‟élève alors devant le
consommateur : le bois provenant d‟une gestion durable mais éloignée, telle que dérivant
d‟une forêt certifiée FSC, ou le bois provenant d‟une source locale nonobstant des méthodes
d‟exploitation moins soutenables. L‟unique plancher de bois certifié FSC actuellement
121
disponible au Québec est un produit d‟eucalyptus provenant d‟Argentine, vendu au coût de
quatre dollars le pied carré (Perrier, s.d.).
Tableau 7.9 Énergie intrinsèque de différents matériaux de planchers (MJ/m2)
Catégorie Énergie intrinsèque
Potentiel de recouvrement d‟énergie
Balance énergétique
Bois (pin) 1 49,16 - 113 -63,84
Linoléum1 86,5 -28,8 57,7
PVC1 72 - 16 56
Parquet de bois1 314 - 104,8 209,2
Tapis2,3 Nylon 614,32 - -
Polyester 443,04 - -
Polypropylène 396,86 - -
Laine 348,19 - -
(1) Sharai-Rad, 2002 (2) Dupuy, 2008 (3) Estimations basées sur le fait qu‟un mètre carré de tapis pèse environ 4,16
kilogrammes : nylon = 147,7 MJ/kg ; polyester = 106,5 MJ/kg ; polypropylène = 95,4 MJ/kg ; laine = 83,7 MJ/kg)
7.2.2 Consommation d’eau et planchers
Aucune donnée d‟inventaire du cycle de vie n‟a été trouvée concernant la consommation
d‟eau durant la production de planchers résidentiels.
7.2.3 Effluents liquides et planchers
Cette section présente les émissions de contaminants dans l‟eau découlant de la production
des divers planchers sélectionnés. Les principaux contaminants retrouvés dans ces effluents
sont présentés au tableau 7.10.
Selon ces données, le plancher de PVC serait le type de plancher entraînant les rejets
liquides présentant le plus important contenu en contaminants divers. En effet, il présente les
plus fortes concentrations pour tous les contaminants, excepté pour le cas du phosphore, où
le plancher de bois de pin rejette quatre grammes par mètre carré, comparativement à 1,10,
1,70 ou 0,14 pour le PVC, le linoléum et le parquet de bois, respectivement. Par ailleurs, la
122
production de plancher de PVC entraîne aussi le rejet de mercure (0,00002 gramme par
mètre carré) et de formiate de sodium (0,08 gramme par mètre carré) (Sharai-Rad, 2002).
Tableau 7.10 Effluents liquides découlant de la production de différents types de planchers (g/m2)
Planchers MES DBO DCO N P Phénols Huile
Bois (pin) - - 0,006 0,001 4,00 0,00003 0,002
Linoléum - - 0,007 0,001 1,70 0,00003 0,002
PVC - - 0,65 0,02 1,10 0,0005 0,03
Parquet de bois - - - - 0,14 - -
(1) Sharai-Rad, 2002 (2) Les résultats ont été divisés par le nombre d‟années d‟utilisation du plancher.
La production de linoléum et de plancher de bois de pin présente des portraits similaires
concernant leurs effluents liquides. La plupart des données pour les deux types de planchers
sont similaires, sauf dans le cas du rejet de phosphore, où le plancher de bois de pin
dépasse fortement la concentration retrouvée pour le linoléum. Lors de la production de
linoléum, les rejets d‟huiles, la DCO et les nitrates proviennent du transport dans une
proportion de 65 % (Sharai-Rad, 2002).
7.2.4 Matières résiduelles et planchers
La production d‟un mètre carré de plancher de pin produit 198 grammes de matières
résiduelles, constituées entièrement de cendres d‟incinération, dans la mesure où les
produits de bois non utilisés sont valorisés par la production d‟énergie à même l‟usine
(Sharai-Rad, 2002). Pour la production de la même quantité de linoléum, un total de 810,2
grammes de matières résiduelles est généré. Ce total se décline comme suit : 555 grammes
de cendres, 17,2 grammes de déchets spécifiques au secteur et 238 grammes de déchets
dangereux (Sharai-Rad, 2002).
Sur l‟ensemble de la vie utile d‟un mètre carré de plancher de PVC, un total de 1119
grammes de matières résiduelles est produit. Ce total se décline comme suit : 801 grammes
de cendres provenant de l‟incinération, 197 grammes de déchets spécifiques au secteur,
dont 74 % est associé à la manufacture du plancher, et finalement 121 grammes de déchets
dangereux (Sharai-Rad, 2002).
123
Aucune donnée similaire concernant les matières résiduelles découlant de la production de
tapis n‟a été trouvée au moment de la rédaction de cet essai. Par contre, le fait que le tapis
présente une courte durée de vie permet d‟envisager un problème récurrent de production de
déchets en fin de vie utile, tout au long de l‟opération du bâtiment. Puisque le tapis est
généralement composé de matières non biodégradables, telles que le nylon ou le
polyuréthane, l‟enfouissement ou l‟incinération entraînerait probablement l‟émanation de
substances toxiques.
Des efforts se font de plus en plus percevoir auprès de l‟industrie du tapis concernant la
récupération et le recyclage des matières afin de les réinsérer dans la production de
nouveaux tapis. Pour plusieurs, il s‟agit là de la voie de l‟avenir si l‟industrie désire emboîter
le pas et réduire l‟empreinte environnementale de ce produit de finition intérieure (Perrier,
s.d.).
7.2.5 Émissions atmosphériques et planchers
Cette section présente les émissions atmosphériques découlant de la production des divers
planchers sélectionnés. Les principaux contaminants atmosphériques rejetés sont présentés
au tableau 7.11.
Tableau 7.11 Émissions atmosphériques associées au cycle de vie de différents types de planchers résidentiels (g/m2)
Indicateur Unité Bois (Pin) Linoléum PVC Parquet de bois
Potentiel d‟acidification SOx 1,89 4,3 4,87 0,1119
NOx 31,6 12,8 8,36 -
Potentiel de création d‟ozone photochimique
COV n.s. 5,87 1,95 0,51
CO 0,037 1,06 0,51 -
Potentiel de contribution au smog
PST 1,24 34,50 6,79 -
(1) Sharai-Rad, 2002 (2) Les résultats ont été divisés par le nombre d‟années d‟utilisation du plancher.
Globalement, selon ces données, le plancher de bois de pin génère les émissions
atmosphériques les moins importantes, outre en ce qui a trait aux émissions d‟oxyde nitreux.
En effet, la production d‟un mètre carré émet 1,89 gramme de SOx, 0,037 gramme de CO,
124
1,24 gramme de particules en suspension et seulement des traces non significatives de
COV, comparativement au linoléum, dont la production de la même quantité diffuse 4,3
grammes de SOx, 1,06 gramme de CO, 34,50 grammes de particules en suspension et 5,87
grammes de COV. Par contre, la production de plancher de bois de pin rejette 31,6 grammes
d‟oxydes nitreux, provenant majoritairement du transport, en comparaison à 12,8 (provenant
du transport à 31 % et de l‟incinération à 40 %) et 8,36 grammes (provenant de l‟utilisation
d‟énergies fossiles) pour le linoléum et le PVC, respectivement.
Lors de la production de plancher de bois de pin, 96 % du CO et 56 % du SO2 proviennent
des usines de coupe. En plus de ces contaminants, notons que 3,33 grammes de terpènes –
un COV – sont aussi rejetés. Celui-ci provient naturellement du bois, dans une proportion de
100 % (Sharai-Rad, 2002). La production de PVC, quant à elle, rejette également 0,06
gramme d‟éthylène et 23,4 grammes d‟acide chlorhydrique (HCl), un acide fort.
7.2.6 Changements climatiques et planchers
Dans le cadre de ce travail, la contribution au réchauffement climatique s‟exprime par les
émissions de CO2 et de CH4, provenant, dans ce cas-ci, de la production des planchers
traditionnels. Elle diffère fortement d‟un matériau à l‟autre, tel qu‟indiqué au tableau 7.12.
Tableau 7.12 Contribution aux changements climatiques de différents types de planchers (g/m2)
Types de planchers Potentiel de réchauffement climatique
G CO2 par mètre carré g CH4 par mètre carré
Bois (pin)1 424 -
Linoléum1 1600 0,00
PVC1 4140 3,08
Parquet de bois1 4403 -
(1) Sharai-Rad, 2002
Selon ces données, le plancher de bois de pin présente le potentiel de réchauffement
climatique le moins élevé, avec des émissions de dioxyde de carbone de l‟ordre de 424
grammes par mètre carré, provenant du transport du bois. Il est à noter toutefois que les
vernis applicables une fois le plancher installé n‟ont pas été considérés dans cet inventaire,
ce qui peut influencer négativement l‟impact environnemental du produit.
125
Dans le cas du linoléum, 1600 grammes de CO2 provenant de l‟étape de production. Ces
données le classent au deuxième rang des planchers ayant le potentiel de contribution au
changement climatique le moins grave.
Selon ces données, le produit présentant le plus important impact est le parquet de bois,
avec des émissions de CO2 de l‟ordre de 4403 grammes. Toutefois, l‟absence de données
concernant les émissions de CH4 ne permet pas de conclure sur cette affirmation.
7.2.7 Santé et planchers
Plusieurs types de terpènes et autres COV sont émis dans l‟air intérieur par certains produits
de bois, tels que les planchers de pin. Le bois est largement utilisé pour l‟ameublement, les
armoires et l‟ossature de la résidence, représentant ainsi une large fraction de
l‟environnement intérieur. À l‟instar des COV provenant des peintures, leurs effets combinés
entraînent la formation et l‟amplification des aérosols organiques secondaires (AOS). Les
AOS sont générés par la réaction entre les particules en suspension, les terpènes émis par
les produits de bois et l‟ozone troposphérique présente à l‟intérieur des maisons. Ils
contribuent ainsi à l‟exposition humaine aux particules (Toftum et al., 2008).
Dans l‟air intérieur résidentiel, des concentrations de terpènes de l‟ordre de une à plus de
500 parties par billion (ppb) peuvent être retrouvées. La concentration naturelle de terpènes
dans le pin transite de 200 ppb après une semaine à 20 ppb après sept mois. Après un
traitement à l‟huile de plancher de pin, par exemple, la concentration peut atteindre 900 ppb,
et diminuer à 350 ppb après sept mois (Toftum et al., 2008), laissant présager la présence
d‟une concentration importante de COV dans l‟air intérieur.
L‟ozone qui pénètre dans l‟habitation ou qui est généré à l‟intérieur de la résidence réagit
avec les terpènes et les autres COV. Les produits d‟oxydation moins volatils qui en résultent
contribuent à la production et l‟augmentation d‟une quantité significative d‟AOS. Une fois que
ces COV sont exposés à l‟ozone, leur concentration diminue considérablement à cause de la
réaction résultante, dont le produit de réaction est l‟aérosol organique secondaire (Tableau
7.13).
Les vernis et les laques appliqués sur les planchers de bois contribuent aussi à l‟émission de
COV dans l‟air intérieur. Quatre types de vernis sont principalement utilisés : le vernis à base
126
d‟eau, le polyuréthane, l‟uréthane et le vernis à l‟alcool, qui est déjà interdit d‟utilisation en
Europe mais toujours actif sur le marché québécois.
Tableau 7.13 Émissions de COV et formation de AOS provenant d‟un plancher de pin
Matériel, par jour Concentration COV (ppb) AOS (ug/m3)
Pin jour 1 155 95
Pin jour 2 210 200
Modifié de Toftum et al., 2008
Le principal COV émis par les vernis est le formaldéhyde. Selon une étude de
l‟Environmental Protection Agency, certains vernis émettent du formaldéhyde plus d‟un mois
après l‟application, causant une émission cumulative pouvant atteindre 700 à 800 % de la
quantité de formaldéhyde libre présente dans le produit lors de l‟application. Ainsi, du
formaldéhyde supplémentaire peut se former lors du durcissement du vernis.
Lors de l‟application d‟une couche de fond du vernis, c‟est-à-dire de la couche principale qui
se veut plus généreuse que les couches de finition, l‟émission de formaldéhyde peut
atteindre des concentrations de l‟ordre de 1 050 000 microgrammes par mètre carré par
heure immédiatement après l'application et 10 800 microgrammes par mètre carré par heure,
24 heures plus tard (Canada, 2007).
Chacun des matériaux de planchers présentés ici émet de plus une quantité non négligeable
de poussières et de particules respirables. Ces particules présentent des répercussions
toxiques pour l‟homme selon le niveau d‟exposition. Dans le cas du bois, la quantité de
poussières produite est considérablement basse, 1,2 grammes par mètre carré,
comparativement au cas du linoléum et du PVC, dont les émissions de poussières atteignent
34,5 et 6,8 grammes par mètre carré respectivement (Sharai-Rad, 2002).
La poussière et les particules en suspension, qu‟elles soient à l‟intérieur de la maison ou
dans l‟atmosphère, ont des effets importants sur la santé. En effet, selon l‟OMS, ces
dernières ont plus d‟effets sur la santé que tout autre polluant, selon la nature des particules.
Globalement, elles se subdivisent en deux catégories : les particules respirables, dont le
diamètre est de moins de 10 microns (PM10) et les particules fines, d‟un diamètre de moins
de 2,5 microns (PM2,5).
127
Les facteurs de toxicité des particules sont le diamètre aérodynamique, les propriétés
physiques et la composition chimique. Les principaux composants des particules en
suspension sont les sulfates, les nitrates, l‟ammonium, le chlorure de sodium, le carbone, les
matières minérales et l‟eau (OMS, 2008).
Les symptômes découlant de l‟exposition chronique aux particules fines sont le risque de
maladies cardiovasculaires et respiratoires, la diminution de la fonction pulmonaire et un
risque accru de cancer du poumon et de décès.
Un des principaux problèmes associés aux tapis dans les résidences est qu‟ils absorbent ce
qui se trouve dans l‟air. Que ce soit des particules ou des polluants provenant autant de
l‟intérieur (Tableau 7.14) de la maison que de l‟extérieur, lorsque ces derniers retombent au
sol, ils s‟imprègnent dans le tapis et une partie est remis en suspension à la moindre
perturbation.
Tableau 7.14 Différents types de particules respirables généralement retrouvées à l‟intérieur des résidences
Particules Diamètre (m)
Acariens > 50
Spores de moisissures et pollens 2 à 200
Squames d‟humains 1 à 40
Poussières visibles > 15
Poussières remises en suspension 5 à 25
Allergènes d‟acariens 5 à 10
Fibres minérales 3 à 10
Squames de chat 1 à 3
Amiante 0,25 à 1
Particules fines extérieures (sulfates, métaux) 0,1 à 2,5
Fumée de tabac 0,1 à 0,8
Suie de diesel 0,01 à 1
Particules de combustion récente < 0,1
Bactérie 0,05 à 0,7
Virus < 0,01 à 0,05
Adapté de Spengler et al., 2001
128
Ainsi, certains polluants, tels que les COV provenant des peintures, peuvent être remis en
suspension très longtemps après que la peinture se soit stabilisée (Dupuy, 2008). De plus,
lorsque l‟environnement est humide, le tapis est l‟endroit idéal pour le développement de
moisissures, de champignons ou d‟acariens, qui constituent des allergènes affectant
particulièrement les personnes hypersensibles.
Selon Santé Canada, les concentrations acceptables en matière de particules en suspension
dans l‟air des résidences varient entre 40 et 100 microgrammes par mètre cube.
Un autre problème associé aux différents types de planchers est l‟émission de COV
provenant des vernis, des colles, des sous-tapis et des différents traitements protecteurs et
antitaches appliqués principalement lorsque les planchers sont neufs. Parmi les problèmes
majeurs associés aux COV, même à très faible dose, se trouvent l‟allergie et l‟intolérance,
très rependues chez les Canadiens.
L‟exemple des tapis est impressionnant. Environ 200 types de COV différents sont émis par
les tapis synthétiques et sont ainsi propagés dans l‟air intérieur. Par ailleurs, la certification
Green Label Plus de la Carpet and Rug Institute (CRI) permet de guider le consommateur
averti. Cette certification garantit que les tapis n'émettent pas plus de 0,5 milligramme par
mètre carré par heure de COV totaux (Perrier, s.d.).
7.2.8 Alternatives comparatives des planchers
Parmi les différentes alternatives présentes sur le marché, le bambou est un matériau
favorable de plus en plus considéré. Provenant d‟une plante à croissance très rapide, en
moins de 10 ans, son utilisation permet de limiter la coupe d‟essences à croissance lente et
classe ce matériau dans la catégorie « très favorable » parmi les différentes catégories de
ressources (Annexe I). Produit esthétique, il résiste très bien aux variations d‟humidité et
remplace l‟utilisation de bois franc pour le plancher. Il est 25 % plus dur que le chêne,
permettant au plancher de bambou de résister aux marques de talons laissés par les
occupants. Son coût est d‟environ quatre dollars du pied carré (Perrier, s.d.).
Différentes alternatives sont présentement disponibles sur le marché québécois concernant
le tapis. Tel que mentionné précédemment, la certification de la CRI permet de limiter la
contribution des tapis et des adhésifs à la dégradation de la qualité de l‟air intérieur et ainsi
diminuer leur incidence sur la santé des occupants.
129
D‟autres tendances de ce virage vert des fabricants de tapis concernent l‟utilisation de fibres
recyclées ou de fibres naturelles. Par exemple, Corn Capet a mis sur le marché un tapis fait
entièrement de maïs. Selon cette compagnie, leur tapis émettrait moins de CO2 durant la
production et permettrait de réduire la dépendance au produits de provenance pétrolière,
sans compter que leur produit est biodégradable. Toutefois, comme dans le cas de tous les
produits présentés dans le cadre de cet essai, nul ne peut conclure sur la qualité
environnementale de cette nouveauté sans avoir recours à l‟analyse de son inventaire de
cycle de vie.
Dans le cas des fibres recyclées, la compagnie Mohawk offre un tapis fabriqué à partir de
polymère recyclé à 37 %. Le polymère récupéré provient des bouteilles de plastique du
marché alimentaire, qui se voit transformé en fibres et intégré à la chaîne de production des
tapis. L‟avantage principal de ce produit est qu‟il permet de détourner une quantité importante
de matières résiduelles de l‟incinération ou de l‟enfouissement, et permet ainsi de substituer
ce plastique récupéré aux produits pétroliers utilisés dans la production de tapis synthétiques,
diminuant ainsi la consommation de cette ressource non renouvelable. Toutefois, une fois de
plus, l‟absence d‟analyse de cycle de vie ne permet pas de conclure concernant l‟empreinte
environnementale de ce produit, malgré qu‟il soit sans contredit intéressant pour limiter la
déplétion des ressources énergétiques.
7.2.9 Analyse comparative des finitions de plancher
À la lumière des données recueillies, est présentée au tableau 7.13 la récapitulation des
préjudices environnementaux et sur la santé découlant des différents types de plancher
disponibles sur le marché, et ce, en fonction des indicateurs ciblés.
Bien que ces données ne permettent pas d‟affirmer l‟ampleur réelle des impacts
environnementaux et sur la santé des planchers, il est possible de constater que le matériau
présentant le plus faible impact environnemental serait le plancher de bois de pin. Il s‟agirait
en effet, dans les limites de cet essai, du plancher présentant le meilleur profil
environnemental. Il faut néanmoins mettre un bémol sur ce résultat. En effet, il faut
considérer le fait que les impacts environnementaux des vernis n‟ont pas été comptabilisés,
tout comme les cires ou scellants généralement appliqués sur les planchers de linoléum. Ces
données, combinées à celles présentées ici, pourraient influencer négativement les résultats
d‟analyse.
130
Le plancher de bois de pin a obtenu une moyenne de 1,65, comparativement à la moyenne
de 3,67 qui a été attribuée aux tapis. Le résultat le moins favorable écologiquement pour le
bois est son potentiel d‟eutrophisation, très élevé par rapport aux autres planchers. Les tapis,
bien que très peu de données ne soient disponibles dans le cadre de cet essai, semblent
présenter la plus forte empreinte écologique, en plus d‟amoindrir la qualité de l‟air intérieur.
Le plancher de bois de pin présente la plus faible consommation d‟énergie, suivi du PVC, du
linoléum, du parquet de bois puis des tapis. Un autre aspect positif de l‟utilisation du bois est
sa gestion en fin de vie : en effet, selon Sharai-Rad (2002), brûler du bois en fin de vie
n‟aurait pas d‟incidence sur le potentiel de réchauffement global puisque le CO2 alors rejeté a
été absorbé de l‟atmosphère par photosynthèse au moment de la formation du bois.
Toutefois, cette réflexion n‟inclut pas l‟impact que génère l‟incinération des vernis appliqués
sur le bois, ni la possibilité de réemploi du bois pour d‟autres besoins de construction, sans
compter que plusieurs débats demeurent autour de la question de carboneutralité du bois.
Toutefois, les matières résiduelles de bois agissent comme substituts par rapport à la
quantité d‟énergies fossiles utilisées, menant ainsi à une réduction potentielle des émissions
de CO2 dans l‟atmosphère associées à l‟utilisation de ce type d‟énergie (Sharai-Rad, 2002).
Finalement, le bois de pin semble être un choix écologiquement préférable pour plusieurs
des aspects soulevés par les indicateurs, en particulier si l‟on considère la disponibilité et la
déplétion des ressources naturelles, lorsque les exploitations de bois se font selon une
démarche de développement durable.
Le PVC, qui a obtenu une moyenne de 3,16, présente le plus haut potentiel de contribution
au changement climatique. Celui-ci est 2,6 fois plus élevé que celui du linoléum. Le potentiel
d‟acidification atmosphérique du PVC est une fois de plus le plus élevé, suivi du linoléum puis
du bois.
131
Tableau 7.15 Tableau récapitulatif des différentes finitions de plancher sélectionnées
Indicateurs Composantes Unité
Bois de pin Linoléum PVC Parquet de bois Tapis
Résultats Cote Résultats Cote Résultats Cote Résultats Cote Résultats Cote
Déplétion des ressources
Énergie MJ/m2 49,16 1 86,5 3 72 3 314 5 348,19 à 614, 32
5
Recouvrement d‟énergie
MJ/m2 -113 1 -28,8 1 -16 1 -104,8 1 - -
Matières premières
g/m2 - - 2561,5 5 2115,7 5 - - - -
Effluent liquide
Phénols g/m2 0,00003 1 0,00003 1 0,0005 3 - - - -
Huiles g/m2 0,002 1 0,002 1 0,03 2 - - - -
DCO g/m2 0,006 1 0,007 1 0,65 3 - - - -
Potentiel d‟eutrophisation
N g/m2 0,001 1 0,001 1 0,02 3 - - - -
P g/m2 4,00 5 1,70 3 1,10 3 0,14 1 - -
Production de déchets
Durant la production
g/m2 198 2 810,2 4 1119 5 - - - -
Potentiel de récupération
- Oui 1 Non 5 Non 5 Oui 1 Oui 1
Émission atmosphérique
Potentiel d‟acidification
SOx g/m2 1,89 3 4,30 5 4,87 5 0,119 1 - -
NOx g/m2 31,60 5 12,80 3 8,36 2 - - - -
Potentiel de création d‟ozone photochimique
COV g/m2 n.s. 1 5,87 5 1,95 4 0,51 2 - -
CO g/m2 0,037 1 1,06 4 0,51 2 - - - -
Potentiel de smog
Particules g/m2 1,24 1 34,50 5 6,79 3 - - - -
Potentiel de contribution au changement climatique
CO2 g/m2 424 1 1600 3 4140 4 4403 5 - -
CH4 g/m2 - - 0,00 1 3,08 4 - - - -
Durée de vie utile an 40 1 25 3 20 3 45 1 8 à 10 5
Total additionné 28 54 60 17 11
Moyenne des cotes 1,65 2,84 3,16 2,13 3,67
132
8 DISCUSSION
Le présent chapitre concerne la discussion relative à l‟ensemble des matériaux présentés
aux chapitres précédents. Pour ce faire, le tableau 8.1 informe sur l‟indicateur d‟impact
environnemental et de santé attribué pour chacun des matériaux, suite aux analyses
comparatives effectuées en fin de chaque chapitre et selon les classes de qualité présentées
dans la méthodologie. L‟information sur le coût comparatif des matériaux, en dollars
canadiens, ainsi que sur leur disponibilité sur le marché québécois y est aussi indiquée.
Tableau 8.1 Ensemble des matériaux de construction sélectionnés, selon l‟indice d‟impact environnemental et sur la santé, le coût et la disponibilité
Matériau de construction
Indicateur d‟impact environnemental
Coût
Disponibilité
Ossature et charpente
Bois de charpente 1,82 - Facile
Contreplaqué 2,07 - Facile
Panneaux de particules 2,77 - Facile
Acier 4 - Facile
Isolation
Fibre cellulosique 2,04 4,00 $ Modéré
Laine de verre et de roche 2,08 2,00 $ Facile
Lin 2,16 4,00 $ Très difficile
Laine de mouton 2,21 1,75 $ Très difficile
Chanvre 2,87 - Très difficile
Polystyrène (PSE et XPE) 3,15 4,00 $ Facile
Polyuréthane 3,92 - Facile
Parement extérieur
Brique silicocalcaire 1,86 7,00 $ à 12,00 $ Facile
Bois vert 2,2 5,85 $ Facile
Brique de béton 2,33 7,00 $ à 12,00 $ Facile
Stuc 2,39 6,00 $ à 12,00 $ Facile
Brique d‟argile 2,67 7,00 $ à 12,00 $ Facile
Fibrociment 2,75 6,00 $ Facile
133
Bois 2,88 4,50 $ Facile
Vinyle 2,95 2,00 $ Facile
Acier 4,5 - Facile
Finition intérieure – Peinture ($/l)
Acrylique 1,48 3,96 à 10,05 $ / litre Facile
Huile 2,19 17,49 $ / litre Facile
Finition intérieure – Plancher
Pin 1,65 1,40 à 3,30 $ Facile
Parquet de bois 2,13 1,40 à 5,00 $ Facile
Linoléum 2,84 5,50 $ Facile
PVC 3,16 2,30 $ Facile
Tapis 3,67 3,70 $ Facile
Les données concernant les fondations n‟ont pas été intégrées dans le tableau 8.1, pour des
raisons d‟absence de comparatif.
Selon ces résultats, deux scénarios utopiques sont créés : un ne considérant que le
facteur écologique et un ne prenant en considération que l‟avantage économique (tableau
8.2). Le premier scénario permet une performance environnementale bonifiée par rapport au
deuxième scénario, et ce, peu importe le prix. Rappelons que l‟hypothèse secondaire stipule
que ce type de scénario augmenterait considérablement les coûts de construction.
Tableau 8.2 Scénario présentant la meilleure performance environnementale versus le scénario le plus avantageux économiquement
Étape de construction
Scénario le plus écologique Scénario le plus économique
Matériaux Coût Matériaux Coût
Ossature Bois de charpente - Acier -
Contreplaqué - - -
Isolation Fibres cellulosiques 4,00 $ Laine de mouton 1,75 $
Parement extérieur
Brique silicocalcaire 7,00 $ à 12,00 $ Vinyle 2,00 $
Peinture Acrylique 3,96 à 10,05 $ Acrylique 3,96 à 10,05 $
Plancher Pin 1,40 à 3,30 $ PVC 2,30 $
Note : Les lectures stipulent que l‟utilisation du bois pour la charpente est légèrement plus cher que l‟utilisation de l‟acier.
134
À première vue, il est surprenant de constater que les matériaux présentant le meilleur profil
écologique ne sont pas nécessairement les produits qualifiés et publicisés en tant
qu‟écoamicaux. En effet, outre la fibre cellulosique qui méandre entre le produit
conventionnel et le matériau écoamical, la plupart des matériaux présentant un meilleur profil
environnemental sont traditionnels, dont les prix varient fortement. En outre, il s‟agit surtout
des matériaux ayant subi très peu ou pas de transformation, tels que le pin, le bois de
charpente ou la brique.
Globalement, les diverses analyses permettent de dégager l‟idée que les matériaux de
matières plastiques seraient ceux qui augmenteraient le plus fortement l‟empreinte
écologique d‟une habitation, en présentant de piètres portraits écologiques, malgré des coûts
moyens ou bas. Notamment, leur potentiel de déplétion des ressources énergétiques est
généralement élevé.
Dans le cas des matériaux de charpente, d‟isolation, des planchers de bois et des peintures,
des alternatives écoamicales ont été suggérées pour augmenter la performance
environnementale du bâtiment, mais n‟ont pas été intégrées dans l‟analyse des données par
manque d‟informations sur leur ACV. Dans le cas des produits de bois, choisir des matériaux
certifiés FSC ou sans urée-formaldéhyde peut accroître les prix de 30 à 50 % par rapport aux
matériaux suggérés dans l‟analyse.
Il est présumé que le choix d‟un bois certifié FSC augmente la performance
environnementale du bâtiment en assurant une gestion durable des forêts, tandis que
l‟utilisation de matériaux sans COV ou sans urée-formaldéhyde permet d‟améliorer la qualité
de l‟air intérieur de la résidence et ainsi diminuer les risques d‟atteinte à la santé des
occupants. Dans le même ordre d‟idées, l‟option du bambou en tant que recouvrement de
plancher semble être une bonne option, de par la rapidité de renouvellement de cette matière
première de grande qualité. Toutefois, seule une ACV permettrait d‟affirmer avec certitude
que l‟utilisation du bambou plutôt que des bois traditionnels relève d‟une amélioration
environnementale.
Dans le cas des fondations, il est pertinent de rappeler que l‟industrie du béton fait de plus en
plus appel à l‟utilisation de cendres volantes dans la production et permet la stabilisation de
différents déchets dangereux. Ainsi, certains bétons contribuent à solutionner certaines
problématiques environnementales industrielles et peuvent s‟avérer des choix intéressants
pour le consommateur. Néanmoins, des études supplémentaires sont nécessaires afin
135
d‟assurer que ces méthodes n‟entraîneront pas d‟impacts significatifs sur la qualité de l‟air
intérieur des résidences, et ainsi, sur la santé des occupants.
Les matériaux constituant le « scénario le plus écologique » s‟avèrent disponibles sur le
marché d‟un niveau « facile » à « modéré », sauf dans le cas de la fibre cellulosique. Cette
dernière demeure difficilement accessible actuellement au Québec, bien qu‟elle subisse une
réinsertion tangible sur le marché.
Si le consommateur désire renforcer le bilan environnemental de sa construction en optant
pour du bois de charpente certifié FSC ainsi que du contreplaqué sans urée-formaldéhyde, il
devra augmenter ses efforts de recherche. En effet, très peu de compagnies offrent ces
matériaux présentement au Québec. Il est donc encore difficile de s‟approvisionner et peu de
marchands en font la promotion (Perrier, s.d.).
Considérant le fait que des informations importantes sont manquantes concernant les ICV et
ACV de plusieurs matériaux dits écoamicaux, tel que la peinture recyclée ou sans COV, le
contreplaqué sans urée formaldéhyde, le plancher de bambou ou le fibrociment, il est difficile
d‟affirmer leur meilleure performance environnementale sur l‟ensemble de leur cycle de vie
par rapport aux matériaux conventionnels. Ces matériaux possèdent toutefois des avantages
ciblés, tel qu‟il a déjà été mentionné. Il est donc recommandé que les études soient
poursuivies en ce sens afin de combler ces lacunes. Il s‟avère primordial que ces études
soient menées par des institutions et des firmes neutres par rapport aux différentes
ressources afin d‟assurer l‟impartialité des résultats.
136
CONCLUSION
« Pour construire un nouveau projet de société, il faut partir de nouveaux rapports
de l’homme avec l’homme, de l’homme avec la nature et de l’homme avec son avenir. »
– Joël de Rosnay, Le macroscope.
Plusieurs considérations environnementales concernent les bâtiments durables. Dans une
optique de neutralité, déterminer les préjudices des matériaux est une étape fondamentale à
l‟identification des opportunités d‟améliorations de la performance environnementale des
résidences. Pour ce faire, une attention particulière doit être portée à l‟analyse des
inventaires de cycles de vie (ICV) des matériaux. Non seulement les usages et les
paramètres considérés doivent être les mêmes et d‟une même amplitude d‟un matériau à
l‟autre, mais les besoins en maintenance et les méthodes de disposition doivent être inclus si
l‟on veut confronter les matériaux les uns aux autres.
Par le biais de cet essai, il a été possible d‟exposer les incidences sur l‟environnement et sur
la santé des occupants inhérentes à certains matériaux de construction courants, ainsi que
d'aviser le lecteur de certains choix qui s‟offrent à lui dans une optique de construction
durable et économiquement viable.
Pour ce faire, quatre objectifs étaient visés. Le premier et le deuxième concernaient la
décortication des matériaux en fonction d‟indicateurs environnementaux et de santé. Pour
atteindre ces objectifs, des ICV ont été analysés selon sept indicateurs sélectionnés
préalablement. L‟hypothèse générale, dictant que les matériaux ont un impact négatif sur les
composantes de l‟environnement et qu‟ils contribuent à la dégradation de la qualité de l‟air
intérieur, a été confirmée puisque des impacts négatifs sur l‟environnement et la qualité de
l‟air intérieur ont été répertoriés pour l‟ensemble des matériaux.
Le troisième objectif s‟attardait à apprécier certaines alternatives dites écoamicales.
L‟hypothèse secondaire a été infirmée en partie : malgré la perception populaire, les
matériaux au contenu recyclé ou qualifiés écoresponsables ou écoamicaux n‟ont pas toujours
un impact global nul ou moins significatif sur l‟environnement que les produits
conventionnels, bien qu‟ils l‟emportent dans presque tous les cas sur les matières plastiques.
Certains matériaux écoamicaux rempliront certains critères avec brio, tandis que d‟autres
présenteront une performance environnementale très élevée pour un des indicateurs mais
une piètre performance pour un autre. Il est donc primordial de baser l‟affirmation
137
« écoamicale » sur l‟ACV du matériau et les écoétiquettes reconnues. Cet essai interpelle
ainsi la précaution et le discernement dont doit faire part le consommateur sensibilisé face
aux matériaux écoamicaux. Ces derniers, bien que mis en marché comme performant
écologiquement, ne sont pas toujours les meilleurs choix environnementaux.
Parallèlement à l‟atteinte de ces trois premiers objectifs, le quatrième, qui impliquait l‟analyse
comparative des matériaux en fonction des indicateurs, des coûts et de la disponibilité, a
aussi été atteint et a permis la confirmation ou l‟infirmation des hypothèses générale et
secondaire.
Certaines limites demeurent indubitablement liées à cet essai. D‟abord, les ICV étudiés ne
s‟avéraient pas toujours complets. Dans certains cas, les paramètres sélectionnés guidant la
collecte des données d‟inventaire varient fortement. Lorsque possible, les ICV et ACV d‟une
même institution ont été utilisés afin d‟assurer cohérence et cohésion à l‟intérieur d‟une
même étape de construction. Nonobstant cette attention particulière, cela n‟a pas toujours été
réalisable. Ensuite, les designs et méthodes de production peuvent différer d‟un matériau à
l‟autre, risquant de biaiser les données d‟inventaire. Finalement, certains paramètres de
construction ont été volontairement ignorés dans le contexte dans lequel s‟insère cet essai,
bien qu‟ils s‟avèrent pertinent de les intégrer à ce type d‟analyse :
l‟incompatibilité de certains matériaux entre eux ;
les variations régionales ;
les différentes échelles des impacts environnementaux et sociaux (présentées à
l‟annexe II) ;
les particularités géographiques, telles que la disponibilité des ressources ou le type
d‟énergie préconisé dans la région de production du matériau ;
le rôle essentiel du code de construction et de la réglementation pouvant entraver
certaines démarches écologiques citoyennes ainsi que les modifications profondes
qui devraient leur être apportées afin d‟assurer leur amélioration, leur renforcement et
l‟atteinte d‟une réelle performance en habitation durable au Québec.
L'étude permet tout de même de dégager la portée et l‟importance de maintenir les efforts
vers des bâtiments viables et durables dans le contexte nouveau de développement durable
du Québec. Notamment, le contexte de changement climatique mondial convainc que les
efforts et la concertation des acteurs doivent être poursuivis en ce sens, et ce, rapidement.
138
Selon Lucuik (2005), la minimisation des préjudices environnementaux, associée à l‟emploi
de matériaux et à l‟utilisation d‟énergie de meilleure qualité encouragés via les bâtiments
durables, permettrait de réduire de 70 % la contribution au changement climatique mondial
associée aux immeubles inefficaces traditionnels.
La nécessité d‟approfondir les recherches et de joindre les efforts afin d‟améliorer et
d‟uniformiser les critères des bâtiments durables est indéniable. L‟accessibilité à une
information scientifique rigoureuse et vulgarisée est essentielle pour assurer l‟adhésion et
l‟action des citoyens et ainsi se rapprocher de la neutralité en construction résidentielle. La
problématique incontestable relative à l‟épuisement des ressources énergétiques fossiles,
pierre angulaire des débats climatiques mondiaux, devrait être un élément déclencheur pour
améliorer la performance globale du cheptel résidentiel.
Par ailleurs, il est estimé que la demande énergétique mondiale pourrait augmenter de 71 %
entre 2003 et 2030 (Huberman and Pearlmutter, 2008). Présentement, la vaste majorité de la
consommation énergétique est basée sur les énergies fossiles et, tel qu‟il a été vu, la
production des matériaux de construction s‟avère particulièrement énergivore, sans compter
que le choix de matériaux influe sur la performance énergétique du bâtiment durant sa vie
utile.
Malgré des avancements notables dans les technologies et l‟efficacité énergétique, la
sécurité énergétique future demeure tout à fait questionnable : comment une telle projection
pourra-t-elle être rencontrée, dans une optique de développement durable, si des
améliorations tangibles ne sont pas apportées rapidement aux secteurs énergivores tels que
celui des bâtiments ?
Le choix de matériaux de construction à faible énergie intrinsèque et permettant d‟augmenter
la performance énergétique du bâtiment par une meilleure isolation et la diminution des ponts
thermiques n‟est que l‟un des segments de ce casse-tête planétaire.
139
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149
ANNEXE 1 LISTE D’INDICATEURS DE DÉVELOPPEMENT DURABLE
Boussole Bernoise du développement durable, 2008, p. 17
150
Annexe 1 Liste d‟indicateurs de développement durable
ENVIRONNEMENT
Gestion de l’eau
Diminution de la consommation en eau
Diminution de la quantité d‟eaux usées
Qualité de l’eau
Diminution des concentrations de substances polluantes
Diminution des concentrations de substances nutritives
Diminution des pollutions microbiologiques
Consommation du sol
Diminution de l‟imperméabilisation du sol
Diminution de la surface d‟habitation par personne
Augmentation du développement intérieur (croissance à l‟intérieure de la zone d‟agglomération existante)
Diminution de l‟érosion du sol
Qualité du sol
Diminution des concentrations de substances polluantes
Diminution des concentrations de substances nutritives
Diminution du compactage du sol
Consommation des matières premières: flux des matériaux
Diminution de la quantité de déchets
Diminution de la quantité de matériaux utilisés
Consommation des matières premières: recyclage des matériaux
Augmentation de la part de matériaux réutilisés ou recycles
Augmentation de la part de déchets organiques recycles
Qualité des matériaux
Augmentation de la part des matières premières renouvelables dans la consommation globale
Augmentation de la part de matériaux et de produits contenant peu de substances polluantes
Diversité biologique
Amélioration des habitats des espèces rares et menaces
Amélioration et protection préventive des habitats des espèces courantes
Amélioration de la qualité des lacs et cours d‟eau comme habitat (y c. maintien de débits résiduels suffisants)
Espace naturel
Accroissement de la proportion de surfaces proches de l‟état naturel
Revalorisation des surfaces proches de l‟état naturel (par ex. amélioration de la mise en réseaux des différents espaces)
Qualité de l’air
Diminution des charges d‟émission d‟oxydes d‟azote (NOX)
Diminution des charges d‟émission de poussières fines en suspension (PM10)
Diminution des charges d‟émission d‟ozone
Climat
Diminution des émissions de CO2
Diminution des émissions d‟autres gaz à effet de serre (par ex. méthane, gaz hilarant, CFC)
Consommation d’énergie
Diminution de la consommation stationnaire d‟énergie
151
Diminution de la consommation d‟énergie pour les transports
Augmentation de l‟efficacité de l‟utilisation stationnaire de l‟énergie
Augmentation de l‟efficacité de l‟utilisation de l‟énergie dans les transports
Qualité de l’énergie
Augmentation de la part d‟énergies renouvelables dans la consommation globale
ECONOMIE
Revenu
Augmentation du niveau moyen des salaries
Augmentation du revenu moyen disponible
Coût de la vie
Baisse du niveau des prix des biens de consommation
Baisse du niveau des loyers
Places de travail
Création de places de travail
Réduction du chômage
Investissements: nouveaux Développement de l‟infrastructure locale: dessertes physiques (transports, télécommunication, énergie, eau etc.)
Investissements: maintien du patrimoine
Entretien et investissements de remplacement pour l‟infrastructure locale
Promotion économique
Amélioration des conditions cadre pour l‟économie : services et conseils, surfaces et objets disponibles, réseaux et contacts etc.
Augmentation de l‟offre en crèches et parents de jour
Vérité des coûts
Taxes selon le principe du pollueur-payeur
Amélioration de l‟indemnisation des prestations fournies par les villes centres
Efficacité des ressources
Augmentation de la collaboration régionale (avec les fournisseurs, partenaires etc.)
Prolongation de la durée de vie des produits
Diminution de l‟intensité des transports occasionnés par l‟économie
Amélioration du taux d‟utilisation des infrastructures publiques
Structure économique
Augmentation de l‟implantation d‟entreprises à forte valeur ajoutée
Promotion d‟un large éventail de branches
Meilleure exploitation des forces régionales
Charge fiscale
Réduction de la charge fiscale des personnes morales
Réduction de la charge fiscale des personnes physiques
Finances publiques
Bilan financier plus équilibré
Diminution de l‟endettement
Promotion d‟une utilisation efficace des fonds publics
Augmentation des recettes fiscales
152
Savoir-faire
Augmentation de l‟offre de perfectionnement professionnel
Augmentation de la qualification des employés
Amélioration de l‟accès à l‟information
Innovations
Augmentation de la part de biens et services novateurs dans la création de valeur au niveau local
Promotion de la recherche et du développement
SOCIÉTÉ
Qualité du paysage
Amélioration de la qualité des paysages naturels
Amélioration de la qualité des paysages culturels
Qualité du logement
Diminution des émissions sonores dues au trafic
Diminution des émissions sonores dues à l‟industrie, l‟artisanat, etc.
Diminution des rayonnements non-ionisants (smog électrique)
Diminution des polluants nauséabonds
Qualité de l’habitat
Amélioration des espaces de détente de proximité (par ex. revalorisation des espaces verts dans les zones urbanisées)
Augmentation de la proportion de la population qui vit dans les centres des localités
Revalorisation des zones urbanisées (par ex. qualité urbanistique, qualité de l‟habitat)
Extension des zones piétonnes, des zones à trafic ralenti et des zones de rencontre
Valorisation des objets historiques et culturels
Offre de biens et services
Amélioration de l‟offre locale en produits de consommation courante
Amélioration de l‟offre locale en services (banque, poste, médecin, coiffeur, etc.)
Amélioration de l‟offre locale en produits spécialisés
Mobilité
Augmentation de la proportion de la population résidant et travaillant au même endroit
Augmentation de l‟attractivité et de la part des transports publics
Augmentation de l‟attractivité et de la part du trafic lent
Diminution des distances ou des durées de trajets
Santé
Amélioration de la promotion de la santé et de la prévention des maladies
Augmentation du bien-être psychique
Amélioration de l‟état de santé
Augmentation de l‟activité physique favorable à la santé
Sécurité
Diminution des accidents du trafic, des accidents professionnels et des accidents de ménage
153
Amélioration de la sécurité d‟approvisionnement (énergie, eau, etc.)
Réduction du risque d‟accidents majeurs
Participation
Augmentation de la participation aux votes et aux elections
Promotion du travail bénévole (activités associatives, entraide entre voisins, etc.)
Promotion de l‟engagement de la population locale
Intégration
Amélioration de la réinsertion des chômeurs
Amélioration de l‟intégration des personnes âgées, des malades et des handicaps
Amélioration de l‟intégration des étrangers
Amélioration de l‟intégration de marginaux
Amélioration de l‟intégration de jeunes au comportement problématique
Communauté
Promotion de la culture des villages et des quartiers
Promotion des occasions de rencontre
Répartition des revenues et de la fortune
Diminution des différences de revenues
Diminution de la part des Working poor
Egalité des chances
Amélioration de l‟égalité des chances entre les différents groupes de la population (par ex. homme/femme)
Coopération suprarégionale
Amélioration de la collaboration ou de l‟engagement financier pour des partenariats avec d‟autres régions
Amélioration de la collaboration ou de l‟engagement financier pour des partenariats avec d‟autres régions de pays émergeants ou en transition
Loisirs
Amélioration de l‟offre sportive
Amélioration de l‟offre de centres de jeunes
Amélioration de l‟offre d‟autres activités de loisirs
Tiré de la Boussole Bernoise, 2008, p. 17.
154
155
ANNEXE 2 CLASSIFICATION DES RESSOURCES NATURELLES EXISTANTES SELON LEUR
RAPIDITÉ DE RENOUVELLEMENT
Sharaid-Rad, 2002
156
Annexe 2 Classification des ressources naturelles existantes selon leur cycle de renouvellement
Catégories Cycle de disponibilité Action
Non favorable Près de 150 ans Recherche d‟alternatives
Critique Moins de 50 ans Recherche d‟alternatives
Favorable Disponible de façon permanente Développer des technologies de recyclage
Très favorable Ressource renouvelable Développer des systèmes de management durables
Modifié de Sharaid-Rad, 2002
157
ANNEXE 3 PORTRAIT DE LA VARIABILITÉ DES ÉCHELLES DE CERTAINS IMPACTS
ENVIRONNEMENTAUX
Sharaid-Rad, 2002
158
Annexe 3 Portrait de la variabilité des échelles de certains impacts environnementaux
Échelle Impact environnemental
Globale
Utilisation des ressources, eau et terre
Contribution au réchauffement global
Dégradation de l‟ozone stratosphérique
Rejet de substances toxiques persistantes
Régionale
Acidification de l‟eau et du sol
Remplissage des sites d‟enfouissement, quantité de déchets rejetés
Locale
Toxicité humaine
Écotoxicité
Création d‟ozone troposphérique (smog photochimique)
Autre
Utilisation du territoire
Bruit
Odeur
Modifié de Sharaid-Rad, 2002
159