Construction durable

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L’acier, le matériau de la construction durable -
les solutions ArcelorMittal


Construction durable

Alors que la société s’engage sur la voie du développement durable, la construction a un rôle essentiel à jouer.

Si, à l’échelle de la planète, la construction produit 5 à 15% du PIB, offre 5 à 10% des emplois directs et doit loger plus de 6 milliards d’habitants, le secteur du bâtiment est aussi responsable de 40% de la consommation d'énergie, de 40% des émissions de CO2, de 30% de la consommation des ressources naturelles, de 30% de la production de déchets et de 20% de la consommation d'eau.

C’est donc un double défi que la construction va devoir relever dans les années à venir: répondre à des besoins qui explosent au niveau mondial, tout en réduisant significativement ses impacts par une amélioration drastique de ses activités.

Face à ce challenge, l’acier a de nombreux atouts à faire valoir. Il offre un large éventail de solutions qui – dans le cadre de chantiers plus propres, plus surs - autorisent la réalisation de bâtiments efficaces sur le plan énergétique, confortables et économes en service.

Chez ArcelorMittal, nous sommes profondément convaincus des avantages de la construction acier en matière de développement durable. Nous nous engageons à offrir à nos clients le meilleur de cette technologie afin qu’elle bénéficie au mieux à leurs bâtiments et à ceux qui les occupent.

Construction : enjeux et responsabilités en termes de développement durable

Tant sur le plan social qu’économique, le secteur du bâtiment occupe une place majeure en matière de développement. Les enjeux sont considérables. A l’échelle de la planète, ce sont plus de 6 milliards de personnes qu’il s’agit de loger dans des conditions acceptables. En matière d’emploi, la construction occupe plus d’un travailleur sur 10.
Mais c’est aussi un secteur dont l’impact au quotidien sur notre environnement et sur nos conditions de vie est loin d’être négligeable.

Tout au long de leur durée de vie, dans le monde, les bâtiments sont responsables de 40% de consommation d'énergie, de 40% des émissions de CO2, de 30% de la consommation de ressources naturelles, de 30% de la production de déchets et enfin de 20% de la consommation d'eau.

Dans les pays industrialisés, près de 90% de la vie de la population se passe « à l’intérieur » : dans la résidence qu’elle occupe, dans les locaux professionnels qui l’accueillent, pour ses loisirs…

Face à ces enjeux, les atouts de l’acier et de la construction métallique sont multiples.
   

Acier et construction durable : des avantages à chaque étape de la vie d´un bâtiment

Des solutions en acier performantes
La performance environnementale d’un bâtiment s’analyse à chacune des étapes de son cycle de vie : depuis les matériaux qui le constituent, en passant par le transport qui les amènent au chantier, l’opération de construction en elle-même, la phase d’utilisation et, en dernier lieu, la fin de vie ou déconstruction.
   

L´acier : le matériau le plus réutilisé au monde

L'acier est un matériau 100% recyclable et, ceci, sans altération de qualité. C’est à dire qu’il peut être indéfiniment recyclé sans que ses propriétés de départ ne soient modifiées d’aucune façon.

Une fois récupérée sur les sites de déconstruction, c’est la totalité des composants acier qui est réintroduite dans la boucle de recyclage.

Le taux de recyclage est le pourcentage de matériau issu d’un produit en fin de vie, qui va être récupéré et effectivement réutilisé en tant que matière première secondaire. De manière générale, l’acier se recycle très bien, mais ce taux peut varier d’un produit à un autre. Dans la construction par exemple, il est particulièrement élevé. Il atteint 65-70% pour les armatures béton et monte jusqu’à 98% pour les poutrelles.

Chaque tonne de cet acier produite représente une tonne de moins à produire pour les générations suivantes.

Au niveau mondial, l'acier recyclé représente 40% de la ressource en fer utilisée dans l’ensemble des process sidérurgiques. ArcelorMittal est l’industriel qui recycle annuellement la plus grande quantité de ferraille au monde.
 
   

Economies de matières premières, préservation des ressources

Réduction de l'empreinte carbone
Au niveau mondial, l’acier recyclé représente près de 40% de la ressource en fer utilisée par l’industrie sidérurgique (source Worldsteel).

- Il est principalement utilisé dans les fours électriques (qui représentent 31,7% de la production mondiale d’acier), mais peut intervenir également dans les autres processus de production de l’acier (fours à oxygène). 
 
- En matière de recyclage, les performances de l’industrie sidérurgique sont bonnes voire excellentes : elles sont même très proches de leur limite théorique estimée à 50%. Il n’est en effet pas possible de réutiliser plus de matériaux qu’il n’en est mis à disposition par les produits en fin de vie.

Compte tenu de la durée de vie relativement longue des solutions acier et des niveaux de production des années passées, les disponibilités actuelles de ferraille ne peuvent pas couvrir la demande en acier. Elles ne permettent de répondre qu’à 50% des besoins, ce qui, comparé aux 40% effectivement réalisés, confirme la bonne performance du secteur.

Taux de recyclage : exemple des poutrelles
Le taux de recyclage d'un produit est un paramètre clé de sa durabilité. Pris en compte dans l’analyse du cycle de vie d’une poutrelle acier, ce taux de recyclage permet de réduire l’empreinte carbone de cette poutrelle, et plus généralement son impact sur l’environnement, de près de 40% !
 
Un processus de fabrication de mieux en mieux contrôlé
Avec le temps, l'industrie sidérurgique a réalisé d’importants progrès sur le plan environnemental : la production de déchets, l’utilisation de l’eau et les émissions dans l’air diminuent régulièrement.

En 2007, 80% des sites de production d'ArcelorMittal opéraient sous ISO 14001, la norme internationale des systèmes de management environnemental.

CO2 et énergie


Des efforts intenses de l'industrie ont permis de réduire les besoins énergétiques des usines sidérurgiques. En Europe, en 30 ans, l’industrie sidérurgique a divisé par deux sa consommation d’énergie et ses émissions de CO2 à la tonne d’acier produite. Au Canada, ces émissions de CO2 à la tonne produite ont été réduites de 30% dans les 20 dernières années.

Mais, aujourd’hui, les technologies traditionnelles semblent avoir atteint leurs limites.
Pour aller au-delà des performances actuelles, réduire encore les émissions de manière significative et les aligner avec les probables obligations post-Kyoto, l'industrie sidérurgique doit développer de nouveaux process fondés sur des technologies de rupture. Des travaux dans ce sens sont actuellement menés par un consortium de sidérurgistes dans le cadre du projet ULCOS (Ultra Low CO2 Steelmaking), coordonné par ArcelorMittal.
 
Longévité et durabilité
Lorsque l’acier est utilisé à l’intérieur d’un bâtiment, ou de manière non apparente, ses propriétés intrinsèques sont suffisantes pour lui permettre de résister à la corrosion.

Dans des applications plus exposées, où cette même corrosion risquerait d’altérer ses propriétés, ArcelorMittal propose une vaste gamme de solutions qui permettent d’accroitre significativement sa durée de vie et qui font de l’acier sous toutes ses formes le matériau le plus approprié pour des utilisations long terme :

- l’acier inoxydable, naturellement résistant à la corrosion,
- les revêtements métalliques, comme la galvanisation,
- les revêtements organiques.
 
Un matériau et des revêtements « éco-compatibles »
L'acier est neutre au regard de l’environnement : en contact avec l'air ou avec l'eau, il n'émet ou ne libère aucun composé qui soit toxique pour l'environnement ou pour l’homme.

Les revêtements utilisés deviennent aussi plus respectueux de l'environnement. Leur impact est moindre non seulement du fait des produits qui les constituent, mais aussi du fait des process développés pour leur application sur la tôle.

Exposés à de fortes températures, il peut arriver que certains revêtements organiques libèrent des composés qui soient des polluants de l’air, comme les COVs (composés organiques volatiles). Ce risque existe mais il est d’autant plus faible que les produits revêtus sont des produits pré-laqués, issus directement de lignes de laquage industrielles.
 
Degré élevé de préfabrication
Tous les produits en acier, depuis les poutrelles jusqu’à certains éléments de façade très complexes, sont des composants industriels, fabriqués en usine. Ils sont livrés sur site, prêts à être assemblés.

Le recours à des éléments préfabriqués offre de nombreux avantages lors de la phase de construction du bâtiment, en limitant considérablement certains risques :
 

Photo :
Chantier représentatif d’une construction acier réalisée à partir d’éléments préfabriqués
- la qualité des composants est contrôlée et constante
- la gestion du chantier de construction est facilitée (moins de stock, moins d’opérations sur chantier…)
- la montage est simple, la construction rapide et les délais d'exécution réduits
- la sécurité sur site est renforcée (moins de situations à risque pour les travailleurs du chantier)
- la déconstruction est simplifiée.
   
La construction acier : les avantages de la filière sèche
Les impacts sur l’environnement d’un chantier de construction métallique sont moindres.

Comparé à la filière traditionnelle « béton », les chantiers sont plus silencieux, plus propres. Ils ne génèrent ni déchets, ni poussières. Par définition, la filière sèche ne nécessite pas d’eau.
 
La gestion du chantier de construction est largement facilitée : organisation de chantier plus efficace, moindre stockage, délais de chantier significativement réduits.

Tous ces avantages qui au final minimisent la gêne pour le voisinage, sont des atouts particulièrement intéressants en milieu urbain.
   
...Pour plus d'information sur l' acier et la construction durable... 
L'acier écologique

Le développement durable devient un enjeu majeur dans le domaine de la construction. Tous les citoyens de la planète sont appelés à veiller, dans chacun de leurs activités, à minimiser l'emploi des ressources naturelles, à économiser l'énergie et à reduire la pollution. Écologique, l'acier l'est assurément!
Il présente de nombreaux atouts pour répondre aux préoccupations grandissantes dans les sociétés industrialisées sur la maîtrise de l'environnement.
En voici vingt-trois. 

   

URF de géographie, université de Villeneuve-d'Ascq., Architectes: Legendre, Desmazières et Larrondo.

L'acier est sain : noblesse et pureté
L'acier est un matérieu naturel. Sa matiére première, le fer, est l'un des éléments les plus abondants dans l'univers terrestre et il compose également le coeur de notre planète. On le trouve présent en grande quantité dans la croûte terrestre. C'est aussi l'un des constituants essentiels de l'hémoglobine. Lors du processus de fabrication, l'oxygène est séparé du fer. On obtient un élément pur: un matériau homogène, qui n'émet aucune substance polluante pour l'environnement. 
   

Site de production.
Il est économe : énergie réduite
Les producteurs ont depuis longtemps intégré la recherche d'économies d"énergie tout au long du processus de fabrication de l'acier. Au début des années 1960, on consommait pour la fabrication de l'acier presque 50% d'énergie de plus qu'aujourd'hui. Cette énergie provient soit du charbon, le combustible fossile le plus abondant sur terre, soit de l'éléctricité.
   

Laminage d'une bobine d'acier.
Il est propre : fabrication épurée
En parallèle, l'émission de CO2 a été réduite de moitié et la diffusion de poussières de plus de 90%. Retenues par les installation de filtrage, celle-ci sont presque totalement recyclées. Le continuel perfectionnementdu processus de production inclut également un ralentissement de la consommation d'eau qui, depuis 1960, a été diminuée d'environ 50%. Tous les gaz résiduels sont en outre réutilisés pour produire de l'énergie. Près de la moitiè de l'acier dans le monde est aujourd'hui produite dans des aciéries électriques qui fonctionnent exclusivement à partir de ferrailles de récupération sans émettre de CO2.
   

Epadrage d'amendements (scories d'aciérie).
Il ne crée pas de déchets : transformation des co-produits
Les co-produits résultant de la production de l'acier sont tous réutilisés. Le laitier provenant de l'élaboration de la fonte brute et de l'acier sert par exemple de matériau minéral de haute valeur pour la construction routière, comme ballast, ou pour la fabrication du ciment. La transformation sans traitement complémentaire de ce laitier de haut fourneau en ciment évite chaque année l'extranction de 4.5 millions de tonnes l'émission de CO2. Tous le grands sites de production en Europe sont aujourd'hui certifiés ICO 14001.
   

Montage d'une structure en acier sur site.
L'acier fait gagner du temps : rapidité d'exécution
L'acier permet un déroulement du chantier plus efficace puisque la plupart des éléments sont fabriqués en atelier. Les délais de montage sont courts et minimisent la gêne pour le voisinage. Les usagers peuvent profiter plus tôt de leur bâtiment. Ce gain de temps permet aussi de réduire les coûts d'investissement et d'amortir plus rapidement les frais financiers.
   

Hall de contrôle de véhicules à Savigny-le-Temple. Architecte: Hélène Fricout-Cassignol.
Il réduit les nuisances de chantier : travaux propres
Une construction en acier implique la mise en oeuvre de produits semi-finis fabriqués en usine, dans un environnement contrôlé et en limitant les interventions foraines. Les chantiers sont aunsi plus silencieux, sans déchets, propres, secs et sans poussières. Les produits peuvent être livrés en temps voulu pour le montage. Dans les centres-villes, les voies publiques adjacentes sont moins encombrées et la circulation n'est pas perturbée, ce qui réduit sensiblement le bruit. 
   

Maison individuelle à Walddorfhaslach, Allemagne. Architecte: Reinhold Andris.
On économise les matériaux : préservation des sols
Par sa légèreté, l'acier autorise des fondations réduites qui n'exigent ni fouilles ni excavations génératrices de déblais et de rotations de camions. Dans certains cas, quelques pieux suffisent pour détacher complètement le bâtiment du sol.
   

Péninsule du Hall 2 F, aéroport Charles-de-Gaulle à Roissy. Architecte: Paul Andreu / ADP.
Il favorise la lumière : légèreté et transparence
La haute résistance de l'acier permet des constructions légères avec de grandes portées. Les façades légères et transparentes autorisent une meilleure gestion de la lumière, ce qui facilite l'exploitation de l'énergie solaire.
   

Tour Commerzbank à Francfort, Allemagne. Architecte: Foster and Partners.
Il résiste aux tremblements de terre : sécurité antisismique
Les propriétés naturelles de l'acier (ductiité, rapport résistance/poid, dureté) lui cinfèrent une résistance élevée à des contraintes inattendues. De nombreux pays connaissent des risques de catastrophes naturelles conne les séismes, et l'acier permet de construire dans ces zones esposées en préservant des vies humaines. Le maintien de la stabilité de la structure après un séisme signifie également moins de déchets, moins d'émissions polluantes, des réparations plus faciles et une longévité accure du bâtiment.
   

Maison individuelle à Munich, Allemagne. Architecte: Klaus Ilg & Partner.
L'acier est megnétiquement neutre : neutralité isoélectrique
L'acier utilisé dans le bâtiments en tant que matériau de structure ou de revêtement n'exerce pas d'influence négative sur le bien-être des personnes. Les aciers utilisés pour le bâtiments n'ont pas de champs électriques ou magnétiques propres. Ils ne modifient que de façon insignifiante les champs électriques et magnétiques de l'environnement.
   

Serres du Parc de la Tête-d'Or à Lyon. Restauration par architecte: Didier Repelin.
Il est durable : pérennité et solidité
On connaît aujourd'hui de multiples manières de protéger efficacement l'acier contre la corrosion, que ce soir par revêtement métallique ou par peinture (de plus en plus directement appliquée en ligne sur les tôles). Les carrosseries des automobiles, particulièrement exposées aux intempéries, sont aujourd'hui couramment garanties dix ans. En intérieur, l'acier n'a pas besion d'etre protégé. Bien entretenu, il dure longtemps. Tel est le cas de la Tour Eiffel et de vien d'autres édifices désormais plus que centenaires.
   

Immeuble de bureaux à Delft, pays-Bas. Architecte: Cepezed.
Il permet des économies d'énergie : isolation et faible inertie
L'acier facilite la mise en oeuvre de solutions d'isolation par l'extérieur, très favorables au bilan énergérique. Par sa légèreté, il permet aussi la construction de bâtiments à très fiable inertie thermique, une solution particulièrement optimale dans le cas de bâtiments à occupation diurne tels que les bureaux où l'apport de calories est l'éclairage et les ordinateurs. Il permet ainsi de construire des bâtiments pratiquement sans système de chauffage et dont le confort d'été est obtenu par une libre circulation de l'air, comme dans les constructions tropicales traditionnelles.
   

Palais des Congrès à Bilbao, Espagne. Architectes: Federico Soriano et Dolores Palacios.
Il isole du bruit : performances acoustiques
Le principe d'isolation phonique obtenu par l'effet masse-ressort-masse est le plus approprié pour intercepter toutes les fréquences. La conjonction d'une ou plusieurs plaques de plâtre fixées sur une ossature métallique légère permet d'issoler avec une grande efficacité des salles de cinéma ou des studios d'enregistrement. L'interposition dans la partie centrale d'un matériau absorbant en augmente encore l'efficacité.
   

Halle couverte à Leipzig, Allemagne. Architecte: Von Gerkan + Partner.
Il fait gagner de la place : amplification de l'espace
De fins poteaux, de minces planchers et de légères façades permettent de gagner un espace précieux, qui se chiffre en métres carrés ou en métres cumbes. Des poteaux en acier peuvent ainsi faire gagner quelque 70 mètres carrés. Les espaces sont visuellement et spatialement moins encombrés. On peut aussi gagner quelques décimètres de hauteur sous plafond, ce qui qère les volumes et accroît le sentiment d'espace, ou en fin de compte la hauteur d'un ou plusieurs niveaux supplémentaires.
   

Plafond en résille d'acier.
Il est beau : alchimie de textures
L'acier accompagne le renouveau de l'architecture dans le monde, en autorisant des structures légères, des transparences que favorisent la lumière naturelle et la pénétration du soleil. Il varie les formes, s'accommode volontiers du jeu avec les autres matériaux, se prête à des structures aériennes ou à des enveloppes aux multiples couleurs ou textures, lisses, ondulées ou tissées. Son image est actuelle, dynamique, tournée vers le futur et respecte en même temps le patrimoine, avec lequel il compose à merveille, et s'inscrit avec aisance dans les environnement les plus divers.
   

Maison individuelle à Munster, Allemagne. Architectes: Gabriele Andreae et Ulrich Kotter.
L'acier se marie avec tous les matériaux : osmose de matières
Utiliser l'acier, c'est faire un premier pas vers l'éco-construction. Les constructions en acier créent les conditions nécessaires pour mettre en oeuvre des matériaux choisis en fonction de critères environnementaux. Lorsque l'acier assume la fonction porteuse d'un bâtiment, le choix du second oeuvre se fait librement entre divers matériaux (le verre, le bois, la brique ou des matériaux isolants).
   

Fondation Cartier pour l'art contemporain à Paris. Architectes: Jean Nouvel, Emmanuel Cattani et associés.
Il est flexible : malléabilité et souplesse
L'acier présente de nombreux avantages poour l'éco-conception d'immeubles résidentiels ou de bureaux. Des maisons ou des immeubles avec charpentes en acier n'exigent pas de murs porteurs et offrent aux maîtres d'ouvrage et aux architectes un maximum de liberté dans la conception. Les bâtiments peuvent être facilement modifiés ou agrandis pour s'adapter à de nouveau usages ou à de nouveaux modes de vie.
   

Halle Tony-Garnier à Lyon. Architecte: Réhabilitation de l'Atelier de la Rize.
Il redonne vie à l'ancien : évolutivité
Les constructions en acieer peuvent souvent être facilement agrandies ou transformées et adaptées ainsi à de nouveaux besoins. Les édifices existants peuvent être confortés dans leurs structures et mis aux nouvelles normes d'usage. Même dans les logements, l'acier permet de réaliser des adjonctions, des balcons et saillie, de nouvelles cages d'escalier. Ces mesures de modernisation ne font pas que les rendre plus attrayants: elles permettent aussi d'améliorer la qualité de l'habitat ainsi que de modifier ou d'agrandir avantageusement l'espace de vie.
   

Pavillon Baltard, Paris, 1953, démonté, déplacé et remonté à Nogent-sur-Marne, 1971.
Il se prête à la mobilité des activités : reconstruire sans détruire

Lorsque des bâtiments en acier ne sont plus nécessaires à l'endroit où ils se trouvent, ils peuvent être démontés et reconstruite ailleurs. Cette solution a fait ses preuves dans des édifices historiques comme les Halles de Baltard à Paris mais aussi dans des construction récents telles que parkings destiés à repondre temporairement à des besoins en places de stationnelent. Les coûts du démontage et de la reconstruction sont en général inférieurs à ceux d'une nouvelle construction. Enfin, les composants en acier peuvent dans certains cas être réutilisés, comme les palplanches qui font d'ailleurs l'objet d'un marché de location.

   

Acier compacté, site de Sollac Atlantique à Dunkerque. 
L'acier se recycle à 100% : recyclable et recyclé
L'acier peut être recyclé indéfiniment et à 100% sans rien perdre de ses qualités. Plus de la moitié de la production sidérurgique en France et dans l'Union européenne et 40% dans le monde est ainci réalisée à partir d'acier recyclé. Ce taux est en constante progression d'année en année, ce qui permet de préserver les ressources et l'environnement. Les ferrailles sont les gisements de matières de demain.
   

Centre de tri et de recyclage de l'acier.
Il se trie facilement : récupération facilitée
Par ses vertus magnétiques que l'on ne trouve chez aucun autre matériau, l'acier se trie trés facilement dans les déchets et ordures ménagères. La collecte sélective dans ferrailles permet en outre de les intégrer de manière optimale dans les processus de fabrication. Cet atout en fait le matériau le plus recyclé dans le monde.
   

Démontage du pont de Hammer à Dusseldorf, Allemange.
Il ne laisse pas de friches : respact de la nature
La durée de vie utile de tout bâtiment et de toute structure n'est pas illimitée. Qu'elle se fasse à la pelleteuse, au moyen d'une masse ou à l'explosif, la démolition nengendre bruit, poussières, pollution et autres nuisances préjudiciables à l'environnement local. Ces problèmes sont évités avec les constructions en acier car elles se démontent facilement, en toute sécurité et proprement, en autorisant une déconstruction sélective. La légèreté des structures évite la dénaturalisation des sols. Lors de la démolition d'un bâtiment, la ùasse de matériaux à évacuer est moindre et les frais de mise en décharge réduits.
   

Sculptures in situ d'Eduardo Chillida.
Un bilan écologique positif : développement durable
L'analyse du cycle de vie d'un bâtiment de logements en acier par rapport au béton montre qu'une économe de 41% de la consommation d'eau est réalisée dans la phase de construction. Une réalisation en acier permet deux fois moins d'allées et venues de camions sur le chantier et 57% de déchets inertes en moins. Tout au long de la vie du bâtiment, grâce à des techniques performances d'isolation par l'extérieur, l'acier autorise des économies significatives d'énergie, des facilités de maintenance et d'évolution. En fin de vie, il offre des possibilités de recyclage facile. Au total, les économies générées lors de l'exploitation du bâtiment (soit 92% de l'énergie consommée) font apparaître un bilan écologique très favorable pour l'acier.