17 fév 2021

Les bâtiments comme solution? Explorer le potentiel des matériaux stockant du carbone

Présentation d'un rapport de synthèse du Carbon Leadership Forum

Auteurs

L'équipe de recherche du Carbon Leadership Forum de l'Université de Washington College of Built Environments:

Julie Kriegh, PhD, AIA, chercheur scientifique, Carbon Leadership Forum, Département d'architecture, College of Built Environments, Université de Washington. Fondateur Kriegh Architecture Studios | Conception + Recherche

Chris Magwood, Directeur, Endeavour Centre, The Sustainable Building School, Peterborough, Ontario, Canada

Wil Srubar III, PhD, professeur agrégé, Université du Colorado à Boulder, génie civil, environnemental et architectural, programme de science et génie des matériaux. Fondateur Aureus Earth

Le Carbon Leadership Forum de l'Université de Washington a récemment achevé un projet de recherche de quatre mois avec une grande entreprise technologique américaine pour comprendre le potentiel de l'utilisation de matériaux à faible teneur en carbone et stockant du carbone dans les nouvelles constructions. Le projet était axé sur les matériaux des points chauds à forte intensité de carbone (p. Ex., Fondations en béton et planchers de dalles, panneaux de toit et de mur isolés et charpente structurelle) dans les bâtiments industriels légers. L'étude a révélé qu'une réduction importante (~ 60%) du carbone incorporé est possible dans deux à trois ans en généralisant l'utilisation de matériaux à faible teneur en carbone facilement disponibles. En outre, ce travail prédit que la promotion d'un système d'approvisionnement en matériaux stockant le carbone en investissant dans le développement et la fabrication d'industries naissantes de matériaux stockant le carbone rendra possible un avenir positif en carbone dans trois à cinq ans. (voir la figure 1).

Figure 1. Réductions potentielles de carbone (crédit: Wil Srubar).

Pourquoi cette stratégie est-elle importante?

Le Groupe d'experts international sur l'évolution du climat (GIEC) a établi que rles réductions des émissions de carbone ne suffisent pas à elles seules à freiner les catastrophes climatiques. Par conséquent, il est crucial que nous puissions systématiquement réduire et stocker le carbone. Au cours des 30 prochaines années, le carbone incorporé, à savoir les émissions associées à l'approvisionnement, à la fabrication, à l'utilisation de la construction et à l'élimination des matériaux de construction, devrait représenter près de 50% de toutes les nouvelles émissions de carbone liées à la construction (Architecture2030). Lutter contre ces émissions à présent est critique car les émissions de carbone incorporé sont engagées dès la création d'un bâtiment et restent constantes tout au long de la vie d'un bâtiment.  

Une stratégie clé

Nous pouvons transformer les bâtiments d'une menace climatique existentielle (source d'émissions) en une solution climatique significative (puits d'émissions) en utilisant des matériaux biogéniques qui stockent le carbone et réduisent les émissions lors de la production de matériaux de construction. Les puits d'émissions sont essentiels pour parvenir à la décarbonisation d'ici 2030 car le carbone a une valeur temporelle; c'est l'impact du rabattement photosynthétique qui a le plus d'impact au début du processus de construction (voir figure 2). 

Un autre kCette stratégie peut être trouvée dans l'utilisation de matériaux de construction biogéniques à stockage de carbone rapidement renouvelables produits à partir de la biomasse (par exemple, résidus agricoles récoltés annuellement et fibres cultivées à cet effet). En effet, l'utilisation de matériaux biogéniques rend possible non seulement le rabattement photosynthétique initial, mais aussi le potentiel de positivité carbone à long terme. Les deux sont essentiels pour parvenir à la décarbonisation d'ici 2030, car la réalisation d'un tirage photosynthétique initial dans les premières étapes du processus de construction exerce le plus grand impact sur les émissions et le climat.

le stockage du carbone est la clé

Figure 2. Tirage photosynthétique (Crédit: Chris Magwood)

Quels sont les impacts plus larges?

Il est possible de catalyser la décarbonation des bâtiments en établissant un nouveau modèle socio-techno-économique qui favorise la construction à la biomasse. Matériaux de construction biogéniques fabriqués à partir de biomasse - résidus agricoles sous-utilisés (p. Ex. Balles de riz, paille de blé et cendre de bambou, tiges de tournesol, bagasse à sucre) et fibres cultivées à cet effet (p. Ex. Bambou, liège, chanvre, algues et algues) - ont le potentiel de créer de nouveaux produits de construction (Cantor et Manea, 2015; Liuzzi, S., 2017; Maraveas, C., 2020).

Construire avec ces matériaux biogènes a également la promesse de catalyser de nouveaux centres de fabrication, de créer des emplois, de fournir des opportunités de formation et d'éducation, et de réduire le besoin de méthodes d'élimination traditionnelles et à forte intensité d'émissions des déchets de fibres (par exemple, incinération, mise en décharge, compostage). De plus, le carbone évité et le carbone stocké dans les bâtiments représentent une nouvelle classe d'actifs de produits carbone pour les marchés émergents du carbone. Prises ensemble, on estime que ces stratégies contribuent à des émissions importantes (> 1 gigatonnes de CO2 par an) des réductions des émissions totales de carbone dans le monde (Churkina, G., et al.2020; Habert, G., et al.2020; Frank, S., et al, 2018).

Ce travail propose qu'en jumelant les communautés où les matériaux biogéniques sont récoltés avec des entreprises (partenaires de l'industrie) où des services de fabrication et de construction sont fournis, nous pouvons réduire les émissions initiales dans l'industrie du bâtiment. Nous pouvons également réduire les émissions associées aux résidus agricoles sous-utilisés tout en catalysant de nouveaux marchés de carbone et de produits de construction et des économies fortes, produisant de multiples co-avantages.  

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