Pourquoi la conception des bâtiments doit s'adapter à la réalité climatique

Le dernier rapport sur l'état du climat au Royaume-Uni rappelle brutalement la rapidité du changement climatique et l'urgence croissante pour le cadre bâti de contribuer à sa lutte. Les trois dernières années ont été parmi les cinq plus chaudes jamais enregistrées au Royaume-Uni, 2024 étant officiellement la quatrième année la plus chaude depuis le début des relevés en 1884. Au cours de la dernière décennie, la température au Royaume-Uni a dépassé d'environ 1,24 °C la moyenne de la période 1961-1990, et les journées d'été les plus chaudes et les nuits d'hiver les plus froides se réchauffent environ deux fois plus vite que les moyennes saisonnières dans certaines régions du pays. Ces records de températures ne sont plus des événements rares ; ils deviennent rapidement la norme.

Mais ce n'est pas seulement une histoire britannique. Les extrêmes climatiques – des vagues de chaleur et des tempêtes aux conditions météorologiques imprévisibles – sont désormais une réalité mondiale. Le défi pour le secteur de la construction est tout aussi universel : une grande partie des infrastructures mondiales ont été conçues pour un climat qui n'existe plus. Les bâtiments subissent une pression croissante due à des conditions auxquelles ils n'étaient pas initialement destinés, tandis que la demande énergétique, notamment pour le refroidissement dans les zones où elle n'était pas nécessaire auparavant, continue d'augmenter.

Outre le fait que de nombreux bâtiments sont mal adaptés aux conditions changeantes, l'environnement bâti est responsable de 37 % des émissions mondiales liées à l'énergie. Pourtant, la conformité réglementaire étant souvent prioritaire, la construction de bâtiments performants en conditions réelles demeure un défi. Alors que le changement climatique continue de remodeler l'environnement dans lequel les bâtiments évoluent, l'évolution des approches sectorielles sera essentielle pour renforcer la résilience et atteindre les objectifs de durabilité à long terme.

Qu’est-ce qui doit changer ?

Que faut-il changer ? Premièrement, les processus de conception doivent s'éloigner d'une modélisation statique de la conformité pour privilégier une analyse dynamique, axée sur la performance, qui prend en compte l'ensemble du cycle de vie des bâtiments. Chaque décision de conception majeure, de l'orientation du site à la conception des façades, en passant par le taux de vitrage et la stratégie de ventilation, a un impact significatif sur la consommation d'énergie, le confort thermique, la résilience et même le bien-être des occupants. Pourtant, trop souvent, ces décisions sont prises sans prévoir précisément les performances réelles d'un bâtiment une fois occupé.

Don McLean, PDG d'IES

Deuxièmement, nous devons intégrer la modélisation de la performance des bâtiments dès les premières étapes de conception et la poursuivre tout au long de la construction, de la mise en service et de l'exploitation. C'est le seul moyen fiable de combler ce que l'on appelle le « déficit de performance », c'est-à-dire la réalité trop fréquente de bâtiments consommant deux à cinq fois plus d'énergie que prévu.

Bien que la nécessité du changement soit de plus en plus reconnue et que de nombreuses entreprises de construction affichent de bonnes intentions et des objectifs ambitieux en matière de décarbonation et de performance énergétique, le secteur accuse malheureusement encore un certain retard à certains égards. Des normes comme la norme britannique Net Zero Carbon Buildings et des initiatives comme le RIBA 2030 Climate Challenge ont fixé des objectifs ambitieux. Mais sans modélisation des performances en amont et sans une transformation globale de la collaboration des équipes de conception dès le départ, ces objectifs risquent de devenir un exercice de vérification plutôt qu'un changement significatif des pratiques.

La modélisation énergétique ne doit pas être une réflexion après coup

Trop de projets considèrent encore la modélisation énergétique comme une étape réglementaire ultérieure, souvent reportée à la conception détaillée ou après la construction, lorsque les possibilités de modifications significatives sont limitées. Cette approche néglige l'opportunité d'optimiser les conceptions dès le départ et conduit souvent à des inefficacités opérationnelles ou à la nécessité de rénovations ultérieures.

Un projet qui démontre l'intérêt d'une approche axée sur la performance est le 2 Aldermanbury Square, un important projet de développement de bureaux londoniens mené par GPE. La technologie de simulation de performance IES a été déployée pour modéliser la consommation énergétique opérationnelle du bâtiment, conformément au processus NABERS UK Design for Performance, qui s'éloigne d'une conception axée sur la conformité pour privilégier les résultats de performance concrets.

Un jumeau numérique détaillé a été créé pour évaluer l'impact des décisions architecturales et techniques du bâtiment, optimisant la consommation énergétique grâce à une approche axée sur les façades et à des systèmes CVC 100 % électriques à haut rendement. La modélisation indique que le bâtiment est en bonne voie pour dépasser les exigences de la classification NABERS UK 5 étoiles, avec des économies d'énergie de plus de 50 % par rapport aux immeubles de bureaux britanniques classiques. Le projet montre comment une simulation en amont peut permettre de créer des bâtiments plus performants et résilients, avec des résultats mesurables.

Image reproduite avec l'aimable autorisation de l'IEL

Cependant, l'amélioration des bâtiments existants représente également une opportunité importante. Sachant que 80 % des bâtiments actuels devraient encore être utilisés d'ici 2050, la modernisation du parc existant est un élément essentiel du processus de décarbonation.

Et cela peut s'avérer très rentable. Par exemple, à l'Université de Liverpool, une récente mise à niveau du système CVC, combinée à une modélisation des performances et à une surveillance en temps réel, a permis de vérifier une réduction d'énergie de 23 % en moins d'un an. Pour le groupe hôtelier irlandais Tifco, des audits énergétiques détaillés menés dans neuf hôtels ont identifié une série de mesures de rénovation capables de réduire la consommation d'énergie de 50 % et les émissions de CO₂ de 43 %. À Dublin, une analyse carbone sur l'ensemble du cycle de vie a permis au conseil municipal de déterminer qu'une rénovation complète des immeubles d'habitation vacants pourrait générer jusqu'à 85 % d'économies cumulées de CO₂ sur 60 ans.

Ces projets démontrent que, guidés par des données et des analyses solides, la rénovation peut être une voie pratique et efficace pour réduire les émissions et améliorer les performances du parc immobilier existant.

Si le secteur de la construction prend au sérieux la lutte contre le changement climatique, il est essentiel de modifier son approche en matière de performance des bâtiments. Celle-ci doit devenir un élément central de chaque projet, éclairant les décisions de conception, favorisant la collaboration et garantissant que tous les bâtiments répondent aux objectifs de résilience climatique et de décarbonation.

La crise climatique n'est plus une menace lointaine, et relever le défi nécessitera une action collective de l'ensemble du secteur de la construction. Une conception et une rénovation plus intelligentes, basées sur les données et appuyées par une modélisation robuste des performances basée sur la physique, offrent une voie claire. Alors que les risques pour les actifs augmentent et que le potentiel d'économies de carbone et financières s'amenuise, le secteur ne peut se permettre de retarder cette évolution.

Don McLean est le PDG de l'entreprise mondiale de technologie climatique IES