Matériaux et énergies renouvelables

[ concevoir, construire sain, écologique, durablement pour les générations futures ]

L'utilisation d'énergies et de matériaux renouvelables tels que le bois géré durablement, permet de lutter contre les gaz à effet de serre, de limiter les déchets issus de l'industrie pétrochimique et nucléaire.

/ les matériaux naturels, renouvelables

Par définition, ce sont des matériaux qui sont renouvelés naturellement. Les matériaux d'origine végétale ou animale le sont, contrairement aux matériaux de synthèse issus de l'industrie pétrochimique. On peut citer les familles de matériaux issues de la filière de la transformation du bois: laine de bois, panneaux de bois (OSB, etc.), bois massifs, etc. mais également les matériaux issus de l'agriculture: les pailles, l'anat de lin, qui sont des "déchets" des filières alimentaires ou textiles, le chanvre, la laine de mouton.

Ils sont caractérisés par un bon bilan énergétique et écologique, sous certaines conditions de production (cf. les labels ad'hoc). .

/ le bois: focus

Développement de quelques arguments techniques, économiques, écologiques.

Les principales qualités du bois en terme d’environnement sont les suivantes :

+ il fixe le carbone de l'atmosphère présent sous forme de CO2 et donc lutte contre l’accroissement de l’effet de serre : sur le cycle de vie du bois, 1 m3 de bois = 1 tonne de CO2 absorbé,

+ il est le seul matériau renouvelable dans le cadre de forêts gérées durablement,

+ il consomme peu d’énergie pour sa production et sa transformation, ce qui participe à diminuer l’utilisation d’énergie fossile productrice de dioxyde de carbone,

+ il possède des atouts à chaque étape de son cycle de vie.

Depuis une cinquantaine d’années, la surface forestière française est passée de 12 à 16 millions d’hectares. Les prévisions maintiennent une courbe en croissance pour les prochaines décennies avec un accroissement annuel d’environ 30 000 ha.

La forêt française comparée à celle de ses voisins européens est caractérisée par une grande diversité d’essences (136 essences différentes). Les bois d’essences feuillues dominent puisqu’ils représentent les 2/3 des surfaces boisées.

Le bois est un matériau à faible coût énergétique: lorsque l’on compare l’énergie nécessaire à la production d’un kg de divers matériaux, on constate que le bois est celui qui consomme, et de loin, le moins d’énergie par rapport aux autres matériaux usuels.

- 4 fois moins que le béton,

- 60 fois moins que l’acier,

- 130 fois moins que l’aluminium.

De plus le rapport performances mécaniques / densité est à l’avantage du bois par rapport à ses concurrents.

A résistance mécanique égale, le bois est le matériau de structure le plus léger, ce qui accentue encore la performance énergétique du bois.

La conséquence de ces qualités est un "bilan CO2" positif: en effet, alors que tous les autres matériaux de construction rejettent du dioxyde de carbone pour être extraits, transformés et mis en œuvre, le bois en absorbe pendant la croissance de l’arbre et il en rejette très peu lors de sa production et de sa mise en œuvre car il consomme peu d’énergie.

Cette double qualité est un élément fondamental pour développer l’emploi de ce matériau.

Le bois possède également des qualités techniques pour bâtir :

- pérenne

- moins conducteur thermique que ses concurrents,

- résistant au feu

- résistant aux atmosphères agressives

- adapté aux zones sismiques

- permettant une construction sèche et légère

- matériau de confort et de santé

Le bois brut, matériau organique, présente un excellent bilan.

/ le bois issu de filières certifiées

deux labels co-existent: PEFC et FSC. Les entreprises de la filière bois s'engagent à respecter un cahier des charges strict quant à la gestion de la ressource bois, mais également au respect de la biodiversité sur les sites d'exploitation forestière.

C'est une première démarche. Néanmoins, on peut déplorer que les seuils minimum de bois certifiés sur l'ensemble des bois utilisés par une entreprise, soient faibles. Cette position vise à encourager ceux qui n'ont pas encore franchi le pas. Pour autant, ces seuils pourraient alors être évolutifs afin d'encourager ceux qui ont tendance à "stagner" sur leur seuil minimum !

/ le bois de chauffage

il est nécessaire de recourir à des chaudières à post-combustion afin de limiter la pollution atmosphérique et la génération de goudrons. Les foyers ouverts n'ont par ailleurs qu'un rendement très faible (10%). Plusieurs techniques permettent d'éviter cette pollution:

- Les chaudières à post-combustion,

- Les poêles de masse: la combustion rapide du bois sec limite cette pollution. L'énergie emmagasinée sous forme de chaleur par la "masse" du poêle est restituée dans le temps, lentement, par convection et rayonnement.

Le label "flemme verte" est un des indicateurs d'efficacité et de rendement de ces systèmes de chauffage au bois.

Quelque soit la technique, il est nécessaire de brûler du bois sec (séchage à l'air libre sur deux ans au minimum). L'arrivée d'air de combustion doit être de préférence prise à l'extérieur et non dans l'habitation. Une attention doit être portée à la relation entre cet air frais de combustion et l'air frais destiné aux occupants. En outre, les isolants thermiques limitant les surchauffes localisées (foyer, conduit) doivent être choisis, posés de sorte qu'aucune fibre ne puisse pollué l'air ambiant. Dans tous les cas, l'entretien est extrêmement important pour garantir à long terme le bon rendement et la minimisation de la pollution de ces systèmes de chauffage au bois.

/ le chauffage solaire

Un fluide caloporteur destiné au chauffage indirect par convecteurs en fonte par exemple, ou au chauffe-eau (production d'eau chaude sanitaire), transite dans un système lui-même soumis aux rayons solaires.

/ la géothermie

Elle permet de capter les calories du sol lui-même chauffé par le soleil.

La géothermie pratiquée en eaux souterraines reste très chère.

/ les pompes à chaleur

Le principe de base est le même que celui de la géothermie: échangeur de chaleur. Les rendements varient sensiblement.

/ quel choix énergétique ?

Le choix entre ces techniques de chauffage va être conditionné par la situation géographique du site, de l'exposition de la construction (présence de masques), de son isolation, des apports solaires possibles, de la ressources locales en bois, etc. Le poste entretien des équipements de chauffage varie sensiblement, d'où la nécessité d'une approche globale: investissement, maintenance (entretien) et fonctionnement (rendement). Il n'est pas de réponse toute faite. Le principe de base reste : "isoler pour ne pas consommer et profiter des apports directs du soleil" (approche bioclimatique).

BET Structures & Hygrothermie Ingénierie Logicielle

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