Un monde sans béton, ni bitume ?

Alors que les épisodes de canicule se multiplient au fil des années, un retour à l’architecture traditionnelle est de plus en plus priorisée. Ces ouvrages réalisés à partir de matériaux naturels dont les propriétés allient légèreté, isolation, ventilation naturelle, reviennent au goût du jour et parviennent petit à petit à démoder le béton et le bitume.

Pourtant, les villes s’enrobent de ces matériaux depuis l’industrialisation de la fabrication du ciment et l’utilisation du pétrole, deux liants artificiels qui perfectionnent l’industrie de la construction et le secteur routier dans le monde. Animées par une succession d’innovations autour de ces matériaux au cours du 19ème et du 20ème siècle, les villes ont été le théâtre de la naissance de formes architecturales modernes et du développement des routes. Une tendance urbaine qui pose pourtant problème aujourd’hui avec la montée des températures et la multiplication des îlots de chaleur en ville.

Édifice de béton à Berlin en Allemagne ©Eric Marty via Unsplash

Alors que la construction représente une part importante des secteurs concernés par les enjeux de développement durable, celle-ci fait partie des domaines où les attentes en matière de réduction des émissions sont les plus importantes. Les matériaux comme le béton ou le bitume, grands émetteurs de CO² sont donc des cibles évidentes. De plus, ces matières reposent sur des ressources en voie de raréfaction, qui demandent des extractions de plus en plus néfastes pour l’environnement.

Mais comment réduire l’impact sur l’effet de serre de matériaux largement utilisés à travers le monde ? Pouvons-nous nous diriger vers une société sans béton, ni bitume ? Quels matériaux sont en mesure de les remplacer et est-ce souhaitable pour les constructions de demain ?

Le béton et le bitume, des inventions qui ont permis le développement des villes modernes

Le béton est un matériau dont le succès a été mondialisé. Appréciée pour sa durabilité et sa solidité, cette innovation s’est diffusée dans toutes les villes du monde depuis les années 1950. Outre ces deux propriétés, un des avantages du béton est la variabilité de sa composition qui le rend adaptable à diverses constructions comme les routes, les tunnels, les ponts, les barrages ou les bâtiments.

Les premières traces de béton remonteraient à l’époque de l’antiquité, mais il reste peu de constructions qui datent de ce temps-là aujourd’hui et qui peuvent en témoigner, du fait de leur composition alors friable. Fait de sable et d’argile, le matériau manquait autrefois de solidité pour tenir durablement. Ainsi, ce n’est qu’à l’époque romaine que le béton prend une forme plus solide et durable comme en témoigne le Panthéon de Rome.

Plafond du Panthéon de Rome ©Mathew Schwartz via Unsplash

Mais le béton doit sa renommée à la révolution industrielle et à deux personnalités de l’époque. C’est François Coignet qui imagine le béton armé en 1952 et construit le premier immeuble en béton coulé avec fers profilés enrobées, à Saint-Denis, en région parisienne ! Quand à François Hennebique, il fut le fondateur de la première firme de béton armé au début des années 1890, imposant le matériau sur le marché de la construction et des ouvrages d’art. Avant de monter son entreprise, le chef de chantier construisit et breveta, en 1867, le premier immeuble en béton aggloméré, un matériau qui finalement deviendra le plus utilisé dans la construction depuis plus d’une cinquantaine d’années.

Pont en béton de l’île de Ré, Rivedoux-Plage en France ©Sweet Ice Cream Photography via Unsplash

De son côté, le bitume, principalement exploité dans la construction routière, remplace le goudron après la seconde guerre mondiale. Il a permis l’essor de la mobilité, le développement automobile, a facilité les échanges et le commerce autour du monde, mais il a aussi permis l’amélioration des conditions de travail des ouvriers.

Ainsi, le béton et le bitume ont contribué à développer les villes que nous connaissons aujourd’hui et à y améliorer la qualité de vie par l’assainissement des logements, en aménageant pour la première fois des salles d’eau et en donnant accès à la lumière par de larges baies vitrées, un luxe de modernité pour des habitants qui vivaient dans les bidonvilles. Quant à lui, le bitume favorise les déplacements, le confort et la sécurité des transports grâce à des routes lisses et de qualité et se trouve être moins toxique que le goudron. Pourtant, ces matériaux arrivent à un tournant de leur histoire. Le développement durable qui devient aujourd’hui central dans les enjeux de construction met à mal leur utilisation future !

Le béton et le bitume, des matériaux du passé ?

Si le béton présente un bon nombre d’avantages, ce matériau a longtemps été au service de la ville fonctionnaliste provoquant un imaginaire qui ne le présente pas toujours à son avantage. Le Corbusier et Oscar Niemeyer, ou même Auguste Perret, architectes phares du 20ème siècle ont pu concevoir des architectures originales et remarquables avec le béton comme matériau de prédilection. Le Havre, architecture modèle de l’après-guerre a d’ailleurs inscrit le béton au Patrimoine Mondial de l’Humanité, notamment pour “l’exploitation novatrice du potentiel du béton” dans une ville qui se reconstruit après avoir été presque entièrement rasée. Mais les constructions françaises réalisées après guerre avaient pour principale ambition de loger une population qui vivait dans des situations précaires. Il était alors nécessaire de construire vite pour répondre à la crise du logement. La créativité et la contextualisation au site était alors souvent mise de côté pour offrir à tous des logements fonctionnels en un temps réduit.

Flatowallee 16, Berlin en Allemagne ©Pavel Nekoranec via Unsplash

Cette dynamique participe donc à créer des quartiers de tours et de barres caractérisés par leur sobriété, composée d’une architecture épurée, aux formes et aux couleurs répétitives comme c’est le cas des villes nouvelles, des zones à urbaniser en priorité ou plus généralement des grands ensembles. Ces constructions laissent derrière elles un imaginaire partagé entre modernité et héritage de constructions provisoires qui se sont malheureusement dégradées trop rapidement.

C’est alors que les années 70 arrivent en marquant un tournant progressif vers la fin des constructions modernistes. Celles-ci se veulent plus diversifiées ; les formes, les couleurs et les matériaux varient de nouveau selon les modes. L’architecture postmoderniste retrouve l’ornement, des compositions hiérarchisées et des symétries et se laisse aller à des styles variés, mais le béton reste un matériau commun à la construction et c’est encore le cas aujourd’hui.

Pourtant, le ciment est aussi le responsable de 5% à 7% des émissions mondiales de CO² qui contribuent à renforcer l’effet de serre. Cet aléa est particulièrement important au moment de sa fabrication qui nécessite une montée en température élevée. Inévitablement, le béton présente alors de nombreux inconvénients dans la transition écologique des villes. Étant le matériau le plus utilisé au monde, il est néanmoins difficile de s’en défaire radicalement. De plus, l’urbanisation, toujours massive, demande des efforts de construction soutenus.

Au regard de l’urgence écologique, il semble donc nécessaire de passer par une période d’innovations, de tests, puis de construction et de réhabilitation progressive des villes pour pouvoir passer à des modes de conception et de construction plus respectueux de l’environnement. En prenant en compte les villes existantes, déjà largement bétonnées et  difficile à défaire, des solutions palliatives doivent être mises en place comme la végétalisation des villes pour les rafraîchir. Les murs végétalisés, qui absorbent 70% du rayonnement solaire, forment alors des barrières protectrices pour les bâtiments. Un processus de végétalisation peut-être couplé à des innovations technologiques comme la canopée urbaine Sun&Shade. Conçue par Carlo Ratti Associati, elle produit de l’énergie et rafraîchit les passants à l’aide de miroirs pivotants.

Le bitume n’est pas en reste non plus, car une initiative a été lancée à Los Angeles pour contrer ses effets : les Cool Pavements de la société Guartop, dites chaussées fraîches. Cette innovation permet aux chaussées de réfléchir la lumière du soleil au lieu de l’absorber. Pour cela, il suffit de repeindre la chaussée d’un enduit blanc grisé permettant ainsi de faire chuter la température au sol.

Végétaliser, se servir d’innovations technologiques ou user d’astuces contre les effets de chaleur du béton et du bitume permettent donc de répondre en partie à l’enjeu environnemental. Mais ces solutions ne contrent pas entièrement les effets du béton ou du bitume sur l’environnement et la qualité de vie en ville. C’est pourquoi d’autres moyens de construction prennent sérieusement l’avantage. Alors, nous-dirigeons nous vers un monde sans béton, ni bitume ?

Vers des villes décarbonées : les matériaux font leur révolution !

Réaménager la ville avec des solutions innovantes permet de limiter l’impact des constructions existantes en béton sur les émissions de gaz à effet de serre et sur les ilôts de chaleur. Mais, la rénovation et les constructions neuves à venir impliquent de s’interroger sur les matériaux à privilégier. Elles remettent en question le choix du béton et du bitume traditionnels qui ne possèdent plus les caractéristiques privilégiées aujourd’hui.

Les infrastructures existantes devant être progressivement rénovées pour des raisons de sécurité, marquent l’occasion d’utiliser de nouveaux matériaux permettant d’éviter de produire de nouvelles émissions. C’est le cas de l’acier, un matériau pérenne qui a de multiples avantages. Se révélant économique, respectueux de l’environnement, rapide à monter, l’un de ses alliages, l’acier à mémoire de forme, permet même de renforcer les structures neuves et existantes en béton. Pour les nouvelles constructions, des innovations tentent de donner une nouvelle ambition au béton : on l’appelle le béton vert. Ces nouveaux matériaux se composent de bétons alliés à d’autres matériaux transformant ses fonctions originelles afin de les rendre plus écologiques. Parmi ces matériaux, des solutions de recyclage comme le granulats de béton recyclés, le béton autonettoyant et dépolluant. Le taux de granulats recyclés à base de béton ou, pour le secteur routier, à base de bitume, atteint d’ailleurs aujourd’hui 78%.

Le béton a d’ailleurs plus d’un tour dans son sac et plusieurs innovations vont plus loin en supprimant les émissions de CO2 émises par sa composition. Ainsi, un nouveau procédé consiste à en modifier sa composition en remplaçant le ciment par des résidus industriels comme des cendres volantes issues de la combustion des centrales à charbon, des biocarburants et bien d’autres. Des alternatives écologiques encore limitées par les normes en France. D’autres solutions novatrices proposent l’utilisation d’un ciment zéro carbone ou d’un béton végétalisé. Sa particularité ? Pouvoir économiser jusqu’à 88% de CO2 sans pour autant modifier sa résistance ! Le matériau permet également de réduire la quantité de matière pour sa conception mais aussi la durée et les coûts de construction. Quant au béton végétalisé, associant, comme son nom l’indique, le béton au végétal, il se compose de végétaux dans des alvéoles qui absorbent le CO2 généré par la pollution. De plus, c’est un  bon isolant qui assimile la chaleur émise par le soleil, ce qui participe à réduire l’impact du béton sur les émissions de gaz à effets de serre.

Un monde sans béton, ni bitume ce n’est peut-être donc pas pour tout de suite, mais ce qui est sûr, c’est que la course vers la construction décarbonée est lancée. L’industrie cimentière mène déjà sa transition vers un objectif de réduction de 80% de CO2 d’ici à 2050, mais est-ce que le béton et le bitume sont les seules solutions possibles ? Depuis quelques années, les constructions reviennent à des matériaux biosourcés comme le bois. Longtemps oublié, les progrès techniques, notamment sur les bois composites, le remettent au goût du jour et le révèlent comme particulièrement efficace pour éviter la libération de CO₂ dans l’atmosphère.

Matériau solide et léger, le bois est revisité pour des constructions plus modernes et esthétiques. Même les gratte-ciels s’y mettent comme la Brock Commons Tallwood House, tour de 18 étages érigée sur 53 mètres de haut. Le bâtiment ouvert par l’université de la Colombie-Britannique à Vancouver, au Canada a été construit pour les étudiants.

Brock Commons Tallwood House, Vancouver au Canada ©UBC Media Relations via Flickr

Mais le bois ne s’arrête pas là ! Les japonais prévoient déjà d’accueillir, en 2041, le plus haut gratte-ciel en bois du monde avec 70 étages sur une hauteur de 350 mètres. C’est la firme japonaise Sumitomo Forestry qui se lance dans cet ambitieux projet à l’occasion de son 350ème anniversaire. La tour qui devrait comporter 90% de bois accueillera des activités mixtes mêlant bureaux, commerces et habitations.

Si le bois se développe donc à grande vitesse, de nouveaux matériaux sont aussi imaginés pour remplacer le béton ou le bitume, comme c’est le cas de Finite, une alternative imaginée par des étudiants londoniens qui est composée à partir de sables du désert mais qui doit encore passer par des tests de performances. Solide sur quelques mois, ce matériau reste privilégié pour des constructions temporaires, notamment pour l’accueil des réfugiés, avant qu’ils ne trouvent des solutions plus pérennes d’insertion.

D’autres solutions avec des matériaux insolites et biodégradables s’attèlent à ces enjeux de durabilité comme les panneaux de pomme de terre lancés par la compagnie britannique Chips Board dans une démarche circulaire ou encore des champignons isolants développés pour limiter la déperdition de chaleur mais favorisant également la réduction de l’empreinte carbone du bâtiment par ses propriétés. Des matériaux qui peuvent limiter l’utilisation du béton mais qui ne pourront pas forcément entièrement le remplacer à long terme. Il s’agira donc de concilier diverses méthodes de construction pour réduire au maximum l’utilisation du béton.

Brock Commons Tallwood House, Vancouver au Canada ©UBC Media Relations via Flickr

Moins de béton et de bitume recouvriront donc les villes de demain. Mais ce que nous connaissons est amené à changer dans un souci de durabilité. Si le béton et le bitume ne sont pas pour autant, voués à disparaître, les techniques de fabrication, elles, évoluent et par ailleurs, les années laisseront davantage de place à d’autres matériaux, modernisés et/ou novateurs. Des matériaux de plus en plus sophistiqués auxquels seront demandés de multiples fonctions pour un meilleur bien-être en ville.

Ces fonctions se rapprocheront peut-être des processus mis en œuvre par la nature par la pratique du biomimétisme, une démarche qui consiste à s’inspirer des propriétés observées par les organismes vivants pour construire. Nos villes deviendront-elles donc plus vivantes avec des façades multifonctions, capables de réfléchir la lumière telles des libellules ou de respirer comme les alvéoles d’une ruche ?