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Dans notre quête pour un avenir plus durable, la réduction de l'empreinte carbone et la maîtrise des coûts durant les projets de conception sont devenues des priorités absolues. Rappelons que le secteur du bâtiment représente environ 25% des émissions globales de gaz à effet de serres (GES) et près de 40% des émissions de carbone à l'échelle mondiale. L'efficacité du processus de conception s'avère être contribuer et l'utilisation, dans le processus de conception, de solutions Autodesk, parfois peu comprises et de ce fait non utilisées, ouvre la voie à une réduction des coûts de réalisation et de l'empreinte carbone pendant le projet.
Cet article a été rédigé sur la base de notre webinaire "Limiter l'empreinte carbone et les coûts pendant un projet de conception" présenté par Carla Kanaan.
L'empreinte carbone
Le carbone incorporé
Le terme "carbone incorporé" dans l'industrie AEC désigne les émissions de gaz à effet de serre libérées lors des activités initiales nécessaires à la construction ou à la rénovation des bâtiments et des infrastructures. Ces émissions sont mesurées en équivalent carbone (CO2e) et représentent l'ensemble des gaz à effet de serre émis pendant la phase de construction, figeant ainsi les impacts environnementaux associés à cette activité avant l'utilisation du bâtiment.
Le carbone incorporé englobe toutes les activités initiales de construction et de rénovation, telles que l’extraction des matériaux, le transport, la rénovation, la démolition et élimination des matériaux, qui génèrent des émissions de gaz à effet de serre. Ces émissions forment une empreinte carbone avant que les systèmes du bâtiment ne soient opérationnels.
Le carbone opérationnel
Le carbone opérationnel, quant à lui, englobe les émissions de gaz à effet de serre provenant de l'utilisation quotidienne du bâtiment une fois qu'il est opérationnel. Cela inclut la consommation d'énergie pour le chauffage, la climatisation, l'éclairage, ainsi que d'autres activités liées au fonctionnement du bâtiment. Les émissions de carbone opérationnel sont souvent mesurées sur une base annuelle et sont également exprimées en équivalent carbone (CO2e).
Comprendre la différence entre le carbone incorporé et opérationnel
La différence entre le carbone incorporé et le carbone opérationnel est cruciale pour les professionnels de l'AEC. Le carbone opérationnel fait référence aux émissions de CO2e générées par l'utilisation quotidienne, la gestion et la maintenance des bâtiments, représentant environ 28 % des émissions annuelles mondiales de gaz à effet de serre. En revanche, le carbone incorporé représente les émissions accumulées pendant la construction, "bloquées" avant la phase opérationnelle, et constitue environ 11 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Les efforts pour réduire le carbone opérationnel incluent l'adoption de codes de construction stricts, de technologies énergétiques plus efficaces et de sources d'énergie renouvelables. Cependant, à mesure que les bâtiments deviennent plus écoénergétiques, le carbone incorporé initial devient proportionnellement plus important. Les professionnels de l'AEC ont ainsi l'opportunité de minimiser l'impact du carbone dans le cadre de la conception et de la rénovation des bâtiments, ce qui est essentiel pour lutter contre la crise climatique en réduisant l'empreinte carbone de l'industrie AEC.
Conséquences des émissions de gar à effet de serres (GES)
Le changement climatique entraîne une augmentation des événements météorologiques extrêmes, tels que les crues éclairs, les ouragans et les vagues de chaleur. Les crues éclairs deviennent plus fréquentes et intenses, causant des inondations soudaines et dévastatrices. Les ouragans, amplifiés par des températures de surface de la mer plus élevées, entraînent des vents violents et des précipitations abondantes, provoquant des dommages importants aux infrastructures côtières. Parallèlement, les vagues de chaleur prolongées et intenses, résultant de l'augmentation des températures moyennes, mettent en danger la santé publique et augmentent les risques d'incendies de forêt. Ces événements mettent en évidence l'urgence d'agir contre le changement climatique pour atténuer ses effets néfastes sur notre environnement et nos sociétés.
Réduction de l'empreinte carbone
Voici 4 façons pour l’industrie AEC de contribuer à la réduction de l’empreinte du carbone incorporé :
Rendre les données plus transparentes :
Pour rendre les données plus transparentes dans le contexte de la réduction du carbone incorporé, il est crucial de surmonter les obstacles liés à la fragmentation des informations. Souvent, les professionnels de l'industrie AEC rencontrent des difficultés en raison de l'absence de flux de données cohérent entre les différentes sources d'information. Chaque acteur utilise ses propres méthodes de collecte et de gestion des données, ce qui entraîne des inefficacités et des lacunes dans l'évaluation des émissions de carbone. La solution réside dans la création d'un environnement commun de données, où toutes les informations pertinentes sont centralisées et tous les outils utilisés sont intégrés.
Mettre en œuvre des outils d’optimisation de la conception :
De nombreuses ressources sont disponibles pour aider les professionnels de la construction à comprendre l'impact environnemental des matériaux de construction et à comparer les sources de données sur les matériaux afin de prendre des décisions éclairées. Il existe des outils d'optimisation de la conception spécifiques aux données sur les produits et les matériaux, qui peuvent aider les professionnels de l'AEC à explorer, comparer et sélectionner les matériaux de construction. Ces outils permettent de donner un sens aux données disponibles et peuvent être utilisés pour évaluer divers facteurs environnementaux associés aux produits et matériaux de construction, dans le cadre de l'évaluation globale d'autres critères de conception, tels que la performance, la durabilité, l'entretien et l'esthétique. En tant qu'élément de la boîte à outils du concepteur, les outils d'optimisation peuvent tirer parti de la transparence des données sur les matériaux pour permettre des décisions de conception éclairées, permettant ainsi à l'industrie AEC de prendre en compte la durabilité dans le cadre du processus de conception et de construction.
Par exemple, en comparant les données sur les matériaux, les concepteurs et les entrepreneurs peuvent choisir des matériaux plus durables pour leurs projets, tels que des mélanges de béton à faible teneur en carbone intrinsèque, de l'acier fabriqué de manière plus durable et des matériaux recyclés ou séquestrant le carbone, tels que le bois. De nombreux outils d'optimisation de la conception permettent ce processus en quantifiant le CO2e des matériaux et des produits
L’adoption de déclarations environnementales de produit (DEP) :
L'utilisation de déclarations environnementales de produit (DEP) constitue un moyen essentiel pour évaluer et réduire l'empreinte carbone des matériaux de construction dans l'industrie AEC. Ces documents transparents, souvent vérifiés par des tiers indépendants selon la norme ISO 14025, fournissent des informations détaillées sur les impacts environnementaux tout au long du cycle de vie d'un produit. Cependant, la disponibilité des DEP peut être un défi, notamment dans les marchés moins développés où la compilation de ces informations prend du temps. Malgré ces obstacles, réduire les volumes de matériaux utilisés peut contribuer à réduire le carbone incorporé, même dans ces contextes. Le manque de DEP sur certains marchés complique le suivi de l'impact carbone des projets et la prise de décisions sur les produits, notamment en ce qui concerne les outils numériques utilisés dans l'industrie AEC. De plus, les avantages intangibles tels que l'équité sociale ne peuvent souvent pas être mesurés avec ces outils, bien qu'ils soient des objectifs importants pour de nombreuses entreprises dans le cadre du développement durable. Malgré ces défis, l'intégration efficace des DEP dans les pratiques de l'industrie AEC reste cruciale pour une gestion responsable de l'empreinte carbone.
Réutiliser, réaffecter et moderniser le parc immobilier existant :
La rénovation du parc immobilier existant offre une opportunité précieuse pour réduire l'empreinte carbone de l'industrie AEC. En réutilisant, réaffectant et modernisant les bâtiments existants, les professionnels peuvent minimiser les nouvelles émissions de carbone associées à la construction de nouvelles structures. De plus, la rénovation permet d'améliorer l'efficacité énergétique et de mettre en œuvre des technologies plus durables, contribuant ainsi à réduire la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre à long terme.
Les outils de la conception (EC3, TallyCAT, TallyLCA)
EC3
EC3 : EC3, ou Embodied Carbon in Construction Calculator, est un outil gratuit et en libre accès pour mesurer le carbone incorporé dans les matériaux de construction. Il s'appuie sur une base de données mondiale de produits, enrichie par des données vérifiées de déclarations environnementales de produits (EPD). EC3 permet aux architectes, ingénieurs et entrepreneurs de comparer le carbone incorporé des matériaux en utilisant des devis de construction ou des modèles BIM, facilitant ainsi le choix de matériaux à faible impact environnemental.
- Gratuit et permet de mesurer le carbone incorporé dans les matériaux
- Basé sur le cloud
- Utilisé pour la phase d’approvisionnement
Tally LCA
Tally LCA : Tally LCA est un plug-in pour Autodesk Revit qui permet aux architectes de réaliser des analyses du cycle de vie (ACV) directement à partir de leurs données BIM dès les premières phases de conception. Ce plug-in facilite la comparaison des impacts environnementaux entre différents systèmes et matériaux en utilisant des ensembles de données personnalisées, aidant ainsi à prendre des décisions éclairées sur les systèmes de construction durant la conception, la planification, et l'approvisionnement. TallyLCA évalue le carbone sur toute la durée de vie des systèmes, tandis que l'EC3 se concentre sur le carbone incorporé dans des produits spécifiques durant la phase d'approvisionnement.
- Plug-In Autodesk Revit
- Permet d’effectuer des comparaisons ACV
- Destiné à être utilisé dès les premières phases de la conception
- Utilisé pour toute la durée de vie des systèmes de construction
Tally CAT
Tally CAT : Tally Climate Action Tool, actuellement en version bêta, est un plug-in pour Autodesk Revit qui relie en temps réel un modèle Revit à l'outil EC3. Ce plug-in permet d'évaluer le carbone incorporé des produits et matériaux de construction durant la phase de conception avec BIM, et aide à spécifier des matériaux à faible teneur en carbone lors de l'approvisionnement.
- Analyse la conception Revit pour identifier les principales sources d’émissions et les opportunités d’économies
- Permet de connecter des données en temps réel entre un modèle Revit et l’outil EC3
Limiter ses déplacements grâce à la capture de réalité et aux données communes
La pratique actuelle de documentation des conditions sur site est laborieuse, manuelle et souvent imprécise, entraînant des ordres de changement coûteux. Elle implique de prendre une image statique d'un plan ancien, de le convertir en format CAO, puis de mesurer sur le terrain avec un télémètre laser ou un mètre ruban. Malgré ces efforts, certains détails, comme les tuyauteries, restent souvent imprécis, laissant un point de départ incomplet pour la conception.
Plutôt que de multiplier les déplacements physiques sur le site du projet, l'utilisation de technologies de capture de réalité telles que les drones équipés de capteurs LIDAR peut réduire considérablement les émissions de carbone. Les données collectées peuvent ensuite être utilisées pour élaborer des modèles numériques détaillés, évitant ainsi le besoin de visites répétées sur site. Par exemple, au lieu de déployer une équipe pour inspecter chaque détail d'un site de construction, un survol avec un drone peut capturer des données précises sur les structures existantes et les caractéristiques du terrain.
Suivi de chantier avec nuage de points
Plutôt que d'effectuer des visites régulières sur le site pour surveiller l'avancement du chantier, des nuages de points 3D peuvent être utilisés pour créer des modèles numériques précis du site. Ces modèles peuvent être régulièrement mis à jour à l'aide de drones ou d'autres technologies de capture de réalité, permettant ainsi aux équipes de suivi de visualiser l'évolution du chantier à distance. Par exemple, un architecte peut utiliser un nuage de points mis à jour pour vérifier la conformité des travaux par rapport aux plans sans avoir à se rendre physiquement sur le site chaque fois qu'un problème survient.
Collaboration facilitée
Interopérabilité entre les outils Autodesk
La collaboration facilitée par les outils numériques peut réduire l'empreinte carbone de plusieurs manières. Tout d'abord, en réduisant les déplacements professionnels grâce à des réunions virtuelles, ce qui diminue les émissions de gaz à effet de serre associées aux transports. Ensuite, ces outils permettent une utilisation plus efficace des ressources en favorisant le partage d'informations et de documents, réduisant ainsi le gaspillage de papier et d'autres ressources physiques. De plus, une meilleure planification et coordination des activités grâce à la collaboration numérique peut réduire les besoins en ressources et en énergie. Enfin, les entreprises qui encouragent cette collaboration sont souvent plus enclines à adopter des pratiques commerciales durables et à investir dans des solutions innovantes pour réduire leur empreinte carbone, telles que des logiciels de gestion de l'énergie ou des solutions de mobilité électrique.
Autodesk Docs
Dans une optique de développement durable, Autodesk Docs, un service de la plateforme collaborative ACC (Autodesk Construction Cloud), offre une solution numérique complète pour la gestion de projets de construction, avec des avantages significatifs pour l'environnement et l'efficacité opérationnelle. Voici quelques points clés mettant en avant les avantages :
- Réduction des déplacements professionnels grâce à la collaboration à distance.
- Utilisation plus efficace des ressources en réduisant le gaspillage de papier et d'autres ressources physiques.
- Accès facilité aux informations pour prendre des décisions éclairées sur la sélection des matériaux et des méthodes de construction.
- Promotion de pratiques de construction durables en fournissant des données et des outils pour une planification écologique.
- Amélioration de l'efficacité opérationnelle et réduction des déchets sur le chantier grâce à une meilleure coordination et gestion de projet.
BIM Collaborate Pro
BIM Collaborate Pro est un service de la plateforme collaborative ACC (Autodesk Construction Cloud):
- Quant à lui, est une solution de collaboration avancée pour les équipes de conception et de construction travaillant avec le processus BIM.
- Il permet la coordination des modèles, la détection et la résolution des conflits, le suivi des changements, la communication en temps réel et la gestion de la conception collaborative.
- BIM Collaborate Pro inclut des fonctionnalités telles que la visualisation améliorée en contexte, la coordination de modèles, l'accès aux propriétés des objets du modèle de coordination, et la gestion facilitée des modèles pour une collaboration plus rapide.
- BIM Collaborate Pro est spécifiquement conçu pour faciliter la collaboration et la coordination des équipes travaillant avec des modèles BIM, et offre des fonctionnalités avancées pour la gestion de projet et la coordination des disciplines.
Dans le cadre de l'industrie AEC, la réduction des émissions de carbone est favorisée par la facilitation de la collaboration et l'accès aux données partagées dès les premières phases de planification jusqu'à la passation des marchés. Les outils tels que BIM Collaborate Pro jouent un rôle crucial en permettant la coordination des modèles, la détection et la résolution des conflits, le suivi des changements, la communication en temps réel et la gestion de la conception collaborative. BIM Collaborate Pro offre des fonctionnalités avancées spécifiquement conçues pour faciliter la collaboration et la coordination des équipes travaillant avec des modèles BIM. En fournissant une visualisation améliorée en contexte, une coordination de modèles efficace, un accès aux propriétés des objets du modèle de coordination et une gestion facilitée des modèles, il permet à toutes les parties prenantes de partager les mêmes informations, éclairant ainsi le processus de prise de décision.
Navisworks
Navisworks, en tant qu'outil de coordination de modèles, contribue au développement durable en facilitant la détection précoce des conflits, la réduction des erreurs sur le chantier et l'optimisation de la coordination entre les équipes. En identifiant et en résolvant les conflits de conception avant le début de la construction, Navisworks permet d'éviter les retards, les révisions coûteuses et le gaspillage de matériaux, favorisant ainsi une construction plus efficace et durable.
Étude de cas : BAM Leeds Arena
À l'étape de la planification, BAM a calculé qu'un projet de cette envergure impliquerait généralement 1 000 conflits majeurs sur site, dont 90 % seraient découverts lors de la phase de conception. Il a estimé que chaque conflit coûterait en moyenne 4100€ à résoudre sur site, ce qui représente un coût théorique pouvant atteindre 410k€ La capacité BIM a également permis au contractant de réduire le temps de déplacement des employés, les réunions entre différentes parties de l'équipe de conception et de construction pouvant être menées à distance. Doug a déclaré : "Nous sommes encore au stade embryonnaire, mais Powerproject s'avère bien fonctionner avec la modélisation 3D - donc l'avenir de BIM s'annonce prometteur
- Réduction des Conflits sur Site : En identifiant et en résolvant la majorité des conflits lors de la phase de conception grâce à la technologie BIM, il y a moins de besoins de modifications sur le terrain. Moins de modifications signifie moins d'activités de construction supplémentaires qui consomment de l'énergie et génèrent des émissions de carbone. Cela contribue à réduire l'empreinte carbone globale du projet en évitant les travaux inutiles et les déplacements associés.
- Diminution des Déplacements des Employés : En permettant aux réunions entre différentes parties de l'équipe de conception et de construction d'être menées à distance grâce à la capacité BIM, il y a une réduction significative des déplacements des employés. Moins de déplacements signifient moins de véhicules utilisés et donc moins d'émissions de carbone associées au transport. Cette réduction des déplacements contribue également à réduire l'empreinte carbone globale du projet en limitant la consommation de carburant et les émissions de gaz à effet de serre.
BAM identifie et résout 90% des conflits avant qu’ils ne se manifestent sur le site en utilisant le BIM = 1000 conflits. Pour rappel en moyenne un conflit représente environ 4100€.
Exemple concret des économies effectuées grâce au BIM
First Direct Arena est une salle d’événementiel, construite à Leeds en Angleterre pouvant accueillir 13500 personnes et hébergeant 140 événements à l’année.
Coûts évités grâce au BIM :
- Coordination / Détection interférence : 7M€
- 15000 heures de travail d’équipes en moins
- 40000km de déplacement en moins
Coûts évités grâce à la détection de conflits (Navisworks) :
Pendant les 4 premières semaines de conception : 62 conflits anticipés pour un coût estimé à 115k€
Pendant toute la conception du projet : 100 conflits anticipés pour un coût estimé à 350k – 410k€
Conclusion :
- Utilisation de capteurs LIDAR pour la capture de réalité, réduisant les déplacements sur site et les émissions de carbone.
- Intégration de plateformes collaboratives en ligne comme ACC pour faciliter la communication et la collaboration entre les équipes dispersées géographiquement, limitant ainsi les déplacements professionnels.
- Suivi des chantiers à distance à l'aide de nuages de points 3D, permettant de surveiller l'avancement des travaux et de vérifier la conformité des réalisations sans recourir à des visites fréquentes sur site.
- Utilisation de logiciels de contrôle comme Navisworks pour détecter et corriger les erreurs en amont, réduisant ainsi les coûts de correction et les déplacements du personnel.
L'optimisation de la capture de réalité dans le domaine de la construction peut être réalisée à travers plusieurs stratégies axées sur la réduction des déplacements et des émissions de carbone. Ces approches combinées contribuent à améliorer l'efficacité, la précision et la durabilité dans la gestion de projet tout en réduisant l'empreinte environnementale associée aux déplacements professionnels. En intégrant ces pratiques dans les processus de travail, les entreprises peuvent non seulement réaliser des économies de coûts, mais aussi contribuer à la préservation de l'environnement.