3.1.1 Outils pour les donneurs d’ouvrage

Le projet, porté par l’Espace de concertation sur les pratiques d’approvisionnement responsable (ECPAR) en collaboration avec Catherine Choquette (prof.) et Thomas Jonard (étudiant) du Centre de recherche sur la régulation et le droit de gouvernance (CrRDG) de l’Université de Sherbrooke (UdS), vise à surmonter deux des obstacles à la circularité des bâtiments : l’absence de prise en compte de la circularité en amont du cycle de vie dans les projets de construction et le manque de connaissances des solutions existantes.

Le projet s’est déroulé de juin 2022 à décembre 2023 avec pour objectif principal de développer un outil opérationnel destiné aux organisations contractantes telles que les organisations donneuses d’ouvrages publiques et privées, les promoteurs, les conceptrices et concepteurs, les entrepreneures et entrepreneurs, ainsi que les entreprises du réemploi. En se fondant sur les connaissances de stratégies circulaires et de l’analyse du cadre légal québécois autour des appels d’offres, l’outil s’intègre aux processus de gestion de projet des donneurs d’ouvrage. Il vise d’abord à aider à la compréhension des éléments clés de l’économie circulaire, notamment via un arbre décisionnel (voir figure 14).

L’outil a été testé sur trois projets ; deux projets de rénovation d’Hydro Québec et un projet de construction neuve de l’Université de Sherbrooke.

Ces expérimentations de terrain soulignent l’importance des engagements formels de l’organisation en développement durable ou en achat responsable, mais également l’importance de l’ouverture d’esprit des parties prenantes, la formation et la sensibilisation des équipes à l’intégration de la circularité dès la phase de planification, ainsi que la définition des exigences claires au sein des documents d’approvisionnement des services professionnels.

L’implication accrue des parties prenantes favorise une approche collaborative et multidisciplinaire, cruciale pour la mise en œuvre réussie de l’économie circulaire dans les projets de construction dès la conception. Les constats tirés de la recherche ont souligné la nécessité d’intégrer les clauses de circularité dans les contrats et les processus de gestion des mandats pour contribuer à normaliser les mesures d’économie circulaire dans les projets de construction. Par ailleurs, bien que la notion d’économie circulaire ou la question environnementale soient quasiment absentes de la Loi sur les contrats des organismes publics (LCOP), l’analyse de cette loi a révélé des opportunités déjà existantes pour inclure des critères de circularité, mettant en évidence le potentiel d’action immédiate dans ce domaine.

Enfin, plusieurs perspectives de suite sont envisagées pour continuer l’étude : l’expérimentation sur de nouveaux terrains, l’exploration de nouveaux secteurs, la sensibilisation des parties prenantes à travers des formations et l’adaptation des outils développés à d’autres types de projets, tels que la gestion de résidus de construction, rénovation et démolition sur chantier.

3.1.2 Bâtiments adaptables et démontables

Ce projet, mené par Ivanka Iordanova (prof.), Saba Baienat, Narimene Midoune (étudiantes) du Groupe de Recherche en Intégration et Développement Durable en environnement bâti (GRIDD) de l’École de technologie supérieure, en collaboration avec Bechara Helal (prof.) de l’Université de Montréal (UdeM) et FP Innovations, vise à encourager l’adoption des principes de conception axés sur l’adaptabilité et la démontabilité (Design for Adaptability, DfAD) dans les projets de construction. L’architecture adaptable permet de prolonger la durée de vie des bâtiments et de créer un environnement bâti plus durable en facilitant d’une part leur modification pour des usages différents des usages initialement prévus et en limitant d’autre part les perturbations. Cette approche entraîne des bénéfices économiques, sociaux et environnementaux en économisant les matériaux et les coûts, en redonnant vie à des quartiers, en diminuant l’obsolescence et en évitant les démolitions des bâtiments existants.

Ayant un impact sur l’ensemble de la chaîne de valeur du projet, l’adaptabilité des bâtiments doit être abordée entre les parties prenantes dès les prémices de conception. Toutefois, la mise en œuvre d’une démarche est actuellement limitée par l’absence d’outils spécifiques pour sa mise en œuvre au Québec, et ce, bien que ces approches soient bien documentées.

L’objectif principal est de créer une feuille de route pour faciliter leur intégration des principes de conception axés sur l’adaptabilité et la démontabilité dans le secteur de la construction. L’équipe s’est appuyée sur des modèles d’adaptabilité et de circularité identifiés dans la littérature et a collaboré avec les parties prenantes locales et manifestant un intérêt particulier pour ces concepts afin de développer un outil d’évaluation de l’adaptabilité d’un projet.

Les exigences réglementaires strictes, le manque de sensibilisation des propriétaires ainsi que l’absence de pratiques existantes d’évaluation de l’adaptabilité ont été identifiés, à travers la revue de littérature et les entrevues de parties prenantes, comme des obstacles majeurs à la mise en œuvre des principes d’adaptabilité. Le projet a également révélé une confusion sémantique autour de l’adaptabilité et des pratiques fragmentées dans le domaine.

Le projet de recherche met en évidence l’importance de concevoir des bâtiments avec une adaptabilité et une démontabilité intégrées qui permettent de prolonger la durée de vie des bâtiments et des matériaux qui les composent, et de réduire l’impact environnemental tout en offrant une flexibilité pour de futurs usages. De plus, des entrevues avec les parties prenantes de l’industrie ont mis en lumière une diversité de termes utilisés pour décrire ce concept, démontrant son importance et sa pertinence dans le domaine de la construction, mais aussi un manque de cohérence dans les pratiques. De plus, les pratiques fragmentées révélées par des études de cas appellent une approche systématique, au vu des défis réglementaires et du manque de sensibilisation des propriétaires. Au sein du Lab, le développement d’un outil d’évaluation préliminaire de l’adaptabilité et la création d’un cadre conceptuel participent à la production de connaissances scientifiques et proposent une aide à l’intégration et à l’évaluation des stratégies DfAD disponibles pour les praticiens et praticiennes. L’élaboration d’un cadre conceptuel permet d’aborder les principes, variables et contextes d’application des stratégies DfAD, notamment la théorie fondamentale du « découpage en couche ». Partant de couches clés identifiées par Brand (voir Figure 15^[1]) telles que le mobilier ou encore la structure et les services, le cadre conceptuel affine l’analyse grâce des critères tels que l’accessibilité, l’énergie et l’isolation au regard des enjeux de l’économie circulaire, du prolongement de la durée de vie des bâtiments et de la facilité de transformation.

Enfin, les recommandations et perspectives soulignent l’importance de finaliser et d’opérationnaliser ces outils, ainsi que de les évaluer dans des projets réels. L’implication continue des parties prenantes et la recherche qualitative et quantitative permettront de maximiser l’impact de cette recherche et d’assurer son application concrète dans l’industrie de la construction au Canada.

3.1.3 Circularité et analyse de cycle de vie

Ce projet a été mené par Arup, Annie Levasseur (prof.), Claudiane Ouellet-Plamondon (prof.), Leopold Wambersie (étudiant) et Mathieu Bendouma (post-doc.) de l’École de technologie supérieure (ÉTS) en collaboration avec Studio Carbone et le Groupe Agéco. Il vise à intégrer les principes de circularité dans les méthodes d’analyse de cycle de vie (ACV) des bâtiments. En développant une méthodologie cohérente de mesure des impacts de stratégies circulaires, ce projet vise à soutenir la transition vers l’économie circulaire dans le secteur de la construction. Ce projet a également pour objectif de mettre en lumière les bénéfices environnementaux et les potentiels déplacements d’impacts liés à la mise en œuvre de stratégies d’économie circulaires en appliquant la méthodologie développée à un cas d’études. Cette partie du projet n’a pas pu être réalisée en raison de la difficulté de trouver un projet à étudier.

Pour développer la nouvelle méthodologie, le projet a étudié de façon détaillée trois phases du cycle de vie (phases A, C, D dans les méthodologies d’ACV, voir figure 16) d’un bâtiment et la manière de les interconnecter entre elles. Cette étude a permis les trois éléments suivants :

1. identifier les problèmes d’intégration de la circularité dans l’ACV,
2. identifier les difficultés à capturer des bénéfices en dehors du système, et
3. systématiser et harmoniser la méthodologie.

Dans cette optique, l’équipe de recherche s’est tout d’abord appuyée sur la littérature scientifique existante qui inclut des études similaires. La synthèse d’articles décrivant les difficultés d’implémentation des normes dans des contextes circulaires a fourni un socle de connaissances essentiel pour orienter les travaux de recherche. De plus, la collaboration fructueuse avec des partenaires expérimentés a enrichi les échanges avec l’équipe de recherche.

L’étude souligne la nécessité d’améliorer le cadre structurant de l’ACV au-delà des frontières du système d’un bâtiment pour intégrer les stratégies circulaires de conception et construction, ainsi que l’importance d’adapter les pratiques conventionnelles de l’ACV aux principes de l’économie circulaire. Pour cela, le projet vise à résumer et décrire les meilleures façons de les appliquer dans la pratique et de les prendre en compte en fonction des normes, des lignes directrices et des recherches actuelles. De plus, la définition d’un bâtiment de référence s’avère essentielle pour évaluer les avantages et compromis des stratégies circulaires.

Une analyse des stratégies de circularité a permis de faire émerger trois catégories de stratégies, en fonction de leur impact sur la méthodologie d’ACV :

Cette analyse a permis d’élaborer des méthodologies nécessaires pour appliquer l’ACV dans des contextes circulaires, tout en proposant des révisions aux approches standards.

Dans une perspective de recherches futures et d’applications concrètes, la réalisation d’analyses approfondies, l’expérimentation de la méthodologie sur un cas d’étude concret et le partage des résultats avec l’industrie contribueront à consolider les avancées et à transformer les pratiques conventionnelles vers une économie circulaire plus robuste et durable.

3.1.4 Traçabilité des matériaux

Le projet de recherche, mené par Erik Poirier (prof.), Adam Yousfi, Saman Davari et Meisam Jaberi (étudiants) du GRIDD de l’ÉTS en collaboration avec le Groupe Optel, Arup, Alexandre Landry Architecte et Bechara Helal (prof.) de l’Université de Montréal, a été initié pour répondre à un enjeu majeur du secteur de la construction : la traçabilité des matériaux et des produits dans une perspective d’économie circulaire. Cette démarche ambitieuse vise à développer une approche intégrée pour optimiser la réutilisation et le réemploi des matériaux de construction, ce qui permet de contribuer à une gestion plus durable des ressources.

Les enjeux de la traçabilité des matériaux de construction se concentrent à deux niveaux principaux. Ils concernent, d’une part, le faible niveau de numérisation des petits projets qui limite la capacité à suivre et à suivre la trace des matériaux utilisés tout au long du processus de construction. D’autre part, plusieurs enjeux articulés autour des données ont été identifiés. En ce sens, il apparaît que l’interopérabilité des données et des outils reste un défi majeur qui doit être amélioré. La difficulté à faire communiquer efficacement les différentes plateformes et systèmes d’information nuit à une gestion optimale de la traçabilité, ce qui complexifie la collecte et l’analyse des données. Ensuite, l’absence de données fiables sur les matériaux constitue un obstacle majeur. Cette lacune entrave le calcul des indices de circularité et complique la mise en œuvre de stratégies efficaces de traçabilité. Enfin, le projet a souligné l’importance d’avoir une approche structurée et multiniveau pour assurer une traçabilité efficace. Ce dernier point implique notamment la mise en place de réglementations et de stratégies visant à créer des répertoires d’informations sur les actifs et produits de construction dans l’optique de garantir une gestion transparente et responsable des ressources.

Pour surmonter ces freins, l’équipe de recherche a lancé trois démarches complémentaires :

1. une étude attentive des pratiques européennes de référence telles que le cadastre des matériaux néerlandais et bruxellois Madaster© ou encore le projet européen Buildings As Material Banks (BAMB),
2. l’usage de nouvelles technologies de l’information, et
3. la participation active des membres de l’équipe solution du Lab à travers l’introduction d’une étude de cas réel.

Les résultats obtenus ont permis de développer un cadre de traçabilité à partir duquel il a été possible d’offrir une méthodologie structurée pour assurer la gestion et le réemploi efficaces des matériaux de construction. Le cadre de traçabilité pour les actifs bâtis (voir Figure 17) permet d’explorer cinq dimensions fondamentales de la traçabilité :

De surcroît, des cas d’usage concrets ont été identifiés et ont permis de démontrer la faisabilité et l’efficacité de la traçabilité dans des projets réels, notamment par l’expérimentation dans le cadre du projet de rénovation Duplex circulaire.

Des recommandations ont également été formulées, notamment celle concernant l’importance de faciliter l’accessibilité aux données à travers des bases de données fiables. À cela s’ajoute aussi la nécessité de permettre l’opérationnalisation des solutions sur différents types de projets afin de pouvoir déployer à terme la stratégie et le cadre proposé à une plus grande échelle.

3.1.5 Construction modulaire et circulaire

Le projet, mené par le Bureau de promotion des produits du bois du Québec (QWEB) en collaboration avec Carlo Carbone (prof.) de l’Université du Québec à Montréal (UQAM), vise à explorer les enjeux liés aux aspects de désassemblage du système constructif modulaire volumétrique GoKit. Un des principaux défis de la construction circulaire réside dans la nécessité de réduire les pertes et le gaspillage de matériaux sur toute la durée de vie d’un bâtiment, y compris en fin de vie. Ce projet a donc pour objectif d’analyser le potentiel de déconstruction du module constructif GoKit, lequel est un système constructif en bois et en acier qui est mis en œuvre par la juxtaposition et l’empilement fixe de volumes produits en usine afin de réaliser des édifices de logements collectifs. Ce projet s’inscrit dans une démarche plus large, réunissant acteurs privés et publics, dont l’objectif principal est de créer une plateforme numérique orientée vers le Design for Manufacturing and Assembly (DfMA), qui est un modèle d’affaires innovant qui soutient la collaboration entre manufacturiers et concepteurs. Cette plateforme s’accompagne d’une stratégie pour développer la filière de la construction modulaire en mode multimanufacturier. À travers l’exploration du potentiel DfMA, le projet contribue à amorcer l’élaboration d’un écosystème spécifique à l’industrie de la construction volumétrique et à la standardisation et l’optimisation d’une production manufacturière plus efficiente.

Le projet a identifié trois enjeux concernant le potentiel de déconstruction, de réemploi et d’adaptabilité du module GoKit. Ces enjeux concernent la relocalisation des modules volumétriques, la réutilisation des composants et le réaménagement potentiel des modules au fil du temps. Ceux-ci ont été explorés à travers trois ateliers de cocréation, réalisés entre janvier et février 2023, au cours desquels il a été possible de mettre en évidence des potentiels et des obstacles.

Dans le cadre de la relocalisation, l’obstacle majeur pour le démantèlement concerne les méthodes de construction conventionnelles pour les intérieurs. En effet, ces méthodes rendent le désassemblage plus difficile, comme c’est le cas avec :

1. le gypse utilisé comme finition intérieure qui entrave le démontage des volumes,
2. les connecteurs cachés dans les parois, et
3. les systèmes mécaniques traités conventionnellement.

Aussi la relocalisation dans d’autres contextes implique, d’une part, l’appréhension de nouvelles normes et réglementations qui sont spécifiques au nouveau site, et d’autre part, nécessite un recalcul structurel adapté au contexte. Les résultats du second atelier, qui était articulé autour de la réutilisation des composants, ont rejoint les constats du premier atelier. Ces constats mettent en lumière que les méthodes de construction conventionnelles, dont la mise en œuvre des finitions, de l’étanchéité et les contraintes d’isolations acoustiques et d’incendie, entravent la réutilisation, ce qui favorise plutôt le recyclage. Aussi, pour les surfaces de contreventements, il est recommandé d’utiliser des systèmes de fixations mécaniques par visserie et non par cloutage. Lors du troisième atelier, l’analyse du réaménagement potentiel des modules au fil du temps a souligné leur manque d’adaptabilité, bien qu’ils soient flexibles.

À la lumière des ateliers, il a été constaté qu’il est nécessaire de définir la durée de vie des édifices et les critères de maintenance en phase de conception et de mise en service.  Pour y parvenir, les modules doivent être documentés de manière détaillée, complète et illustrée, afin de pouvoir répondre aux enjeux de déconstruction, de réemploi et d’adaptabilité. En ce sens, la modularité doit être pensée dès la conception et être appliquée à tous les systèmes qui composent les modules. Enfin, de manière générale les normes et la culture de la surface continue représentent un obstacle majeur à la circularité de la construction modulaire et il est primordial de revoir les pratiques courantes d’assemblage pour favoriser la déconstruction des modules. De ce fait, les cadres réglementaires et contractuels doivent évoluer pour tenir compte des stratégies d’économie circulaire.

Le projet a mis en évidence le fort potentiel de modularisation de la conception avec le système GoKit, de même qu’il a permis de souligner la flexibilité et l’adaptabilité des modules sans murs porteurs. Dans l’optique de valoriser pleinement le système GoKit et son potentiel de circularité, une étude approfondie doit être faite quant aux données à intégrer aux contrats et spécifications, ainsi qu’au point de vue des options de fixation pour faciliter l’assemblage et le désassemblage des modules.

Lire la suite : 3.2 Intensifier l’usage des équipements et des bâtiments