Matériaux de construction biosourcés et géosourcés

Le Lundi 8 mars 2021
Pour encourager le développement de l’écoconstruction, les filières matériaux de construction biosourcés, terre crue et pierre sèche se développent. En effet, ces matériaux répondent aux enjeux du développement durable : empreinte environnementale favorable, car stockant le carbone quand ils sont biosourcés ; développement économique des territoires, car issus de matériaux de proximité.

Plan de relance 2020-2022

Afin de redresser rapidement et durablement l’économie française suite à la crise COVID, un Plan de relance exceptionnel de 100 milliards d’euros est déployé par le Gouvernement autour de 3 volets principaux : l'écologie, la compétitivité et la cohésion. Deux volets concernent particulièrement les biosourcés dans la construction :

  • Le volet rénovation énergétique : celui-ci valorise l’utilisation de matériaux biosourcés en rénovation.

  • Le volet transition agricole, alimentation et forêt : celui-ci prévoit des aides aux investissements de protection face aux aléas climatiques et un plan de reboisement des forêts françaises et de soutien à la filière bois

 

Filière matériaux de construction biosourcés - hors bois

Les matériaux biosourcés sont issus de la matière organique renouvelable (biomasse), d’origine végétale ou animale. Ils peuvent être utilisés comme matière première dans des produits de construction et de décoration, de mobilier fixe et comme matériau de construction dans un bâtiment (cf. arrêté du 19 décembre 2012 relatif au contenu et aux conditions d’attribution du label bâtiment biosourcé).

La nature de ces matériaux est multiple : bois, chanvre, paille, ouate de cellulose, textiles recyclés, balles de céréales, miscanthus, liège, lin, chaume, herbe de prairie, etc. Leurs applications le sont tout autant dans le domaine du bâtiment et de la construction : structure, isolants, mortiers et bétons, matériaux composites plastiques ou encore dans la chimie du bâtiment (peinture, colles…).

Ce sont avant tout des matériaux de construction répondant aux exigences du code de la construction et de l’habitat par des évaluations et des documents techniques permettant de garantir un niveau de qualité aux ouvrages et de sécuriser toute la chaîne d’acteurs impliqués dans l’acte de construire. Une grande partie d’entre eux font l’objet de règles professionnelles, d’Atec ou d’Atex les classant dans la catégorie des matériaux reconnus par l’Agence qualité de la construction (AQC).

Grâce à leur déphasage thermique et à leurs propriétés respirantes, les matériaux biosourcés et géosourcés présentent des performances reconnues tant sur le plan de l’isolation thermique que sur celui du confort hygrométrique. Leurs capacités d’insonorisation constituent un atout technique supplémentaire garantissant une bonne qualité de vie pour les habitants. Les filières développent, avec le soutien actif de l’État, des essais de caractérisation dans les domaines de la thermique, de l’acoustique mais aussi de la résistance au feu, de la résistance aux champignons ou aux nuisibles afin de lever tous les préjugés qui peuvent encore peser sur ces matériaux.

La loi n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte a confirmé l’intérêt d’utiliser ces matériaux dans le secteur du bâtiment. L’article 5 précise notamment que « l’utilisation des matériaux biosourcés concourt significativement au stockage de carbone atmosphérique et à la préservation des ressources naturelles » et « qu’elle est encouragée par les pouvoirs publics lors de la construction ou de la rénovation des bâtiments ».

Cette capacité de stockage du carbone met les matériaux biosourcés au cœur de la performance environnementale des bâtiments prônée par la loi n° 2018-1021 du 23 novembre 2018 portant évolution du logement, de l’aménagement et du numérique : « [Les performances énergétiques, environnementales et sanitaires des bâtiments et parties de bâtiments neufs] répondent à des objectifs d’économies d’énergie, de limitation de l’empreinte carbone par le stockage du carbone de l’atmosphère durant la vie du bâtiment, de recours à des matériaux issus de ressources renouvelables, d’incorporation de matériaux issus du recyclage, de recours aux énergies renouvelables et d’amélioration de la qualité de l’air intérieur » (article 181).

Des filières à enjeux

Dès 2010, plusieurs travaux ont été menés par l’État et les filières de matériaux de construction biosourcés. Après avoir identifié les freins au développement économique de ces filières, les actions se multiplient pour lever concrètement les freins techniques, normatifs, réglementaires et culturels. À titre d’exemple, en 2018, la filière chanvre par le biais de "Construire en chanvre" a bénéficié du soutien du programme Pacte pour la rédaction de nouvelles règles professionnelles, d’essais de résistance au feu et la rédaction de guides pédagogiques. Elle a également bénéficié du soutien de l’État pour que le comportement hygrothermique des bétons de chanvre soit mieux pris en compte dans la réglementation thermique et la caractérisation de la chènevotte en vrac. La filière paille, par le biais du Réseau français de la construction paille (RFCP), a bénéficié en 2019 d’essais de résistance au feu.

La particularité des filières biosourcées est qu’elles recoupent des réalités économiques différentes : certaines filières ont vocation à un développement économique en circuit court et local alors que d’autres filières ont des intérêts tournés vers l’industrie. Le ministère a fait le choix de soutenir les plans d’actions de deux représentants des filières : le Collectif des filières biosourcées du bâtiment et Association des industriels de la construction biosourcée.

Les objectifs sont communs : développer le marché des matériaux de construction biosourcés. Mais les moyens mis en œuvre sont différents. Pour certains, cela passe par la formation des professionnels du bâtiment pour une appropriation des savoir-faire via la rédaction de règles professionnelles, de guides de mise en œuvre et de formations. Pour d’autres, il s’agit de travailler sur la fin de vie des matériaux et le confort des bâtiments biosourcés.

Filière bois construction

Le nouveau contrat stratégique de filière 2018-2020

La filière forêt-bois est reconnue depuis 2013 comme l’une des 34 filières industrielles d’avenir de la Nouvelle France industrielle. Sous l’égide du comité stratégique de filière, un contrat stratégique de filière bois a été élaboré en 2014 puis renouvelé en 2018. Il formalise les engagements réciproques entre l’État, les Régions et les organisations professionnelles autour d‘axes stratégiques et de projets structurants. .

Il vise à promouvoir l’usage du bois et à renforcer la compétitivité de la filière, ces mesures s’articulent autour de 4 défis :

  • développer l’analyse stratégique de la filière

  • accompagner le développement et la transformation des entreprises

  • valoriser et mobiliser la ressource et sécuriser les approvisionnements à court et moyen terme

  • développer le bois dans la construction, la rénovation et l’agencement

Deux exemples de projets structurants sont portés dans le cadre du CSF Bois :

  • Le projet "cadre de vie : demain bois"

Il vise à renforcer l'innovation collaborative autour des nouveaux usages du bois et des marchés de demain (aménagement intèrieur , urbanisme, espaces de travail...). Un premier livrable, sous la forme d'un vademecum, a déja été publié. Ce document présente en détail 4 grands secteurs d'avenir pour la filière :  "Wood-Health", ou les destinations du bois en vertu de sa contribution à la santé; "Wood-City", ou les marchés des villes et des collectivités territoriales; "Wood-Luxury" ou les marchés du luxe; "Wood-on-Demand", ou les attentes de la fabrication à la demande et sur mesure.

Il a pour objectif l'élaboration d'une offre de service de la filière Bois à destination des maitres d'ouvrages afin de réaliser de manière exemplaire les ouvrages olympiques et paralympiques des JOParis 2024 avec les solutions constructives bois et d'aménagements en bois.

 

Le plan d'action interministériel filière forêt bois

En 2018, le président de la République a fixé l’objectif d’une relance de la filière bois. Le Gouvernement a identifié 18 actions prioritaires, regroupées dans un plan d’action interministériel.

Ce plan d’action comprend trois axes :

  • Mobiliser et renouveler durablement la ressource forestière ;

  • Développer les marchés finaux, soutenir l’innovation et l’investissement ;

  • Améliorer la performance environnementale de la filière et son développement dans les territoires.

Les plans bois-construction

Dès 2009, le ministère a engagé une réflexion aux côtés des professionnels de la filière afin d’identifier les obstacles au développement du bois dans la construction. Cette démarche s’est traduite par la mise en place de plans d’actions, financés par l'État, le Codifab et l’interprofession nationale France bois forêt.

Le plan bois-construction I (2009-2015)
En 2009, la direction générale du logement et de la nature (DGALN) a initié un travail de concertation avec les organisations professionnelles du bâtiment et de la filière bois afin d’identifier les freins réglementaires, normatifs et techniques au développement de la filière.

Le plan bois-construction II (2014-2017)

Entre 2014 et 2017, la DGALN a apporté son soutien à trois nouveaux axes stratégiques identifiés comme prioritaires par la filière.

  • la formation des professionnels

  • la réhabilitation des bâtiments (isolation thermique et agrandissement)

  • la valorisation de la ressource en bois feuillus dans la construction.

Le plan bois-construction III (2018-2020)

Ce troisième plan a permis d’accompagner les besoins de la maîtrise d’ouvrage et a facilité l’appropriation des référentiels techniques de la filière bois par les acteurs de l’ingénierie du bâtiment.

Les travaux liés aux différents Plans bois sont valorisés à travers des guides pratiques, fiches techniques, retours d’expériences, outils pratiques, vidéos, supports de formations, études et mis en ligne via différents sites web :

Ambition bois-construction

Catalogue bois construction

Métiers forêt-bois

Bibliobois

Les Lab’ 2051 « construction bois »

Le Lab’ 2051 est un collectif de travail piloté par le Ministère de la transition écologique. Il fait suite au Lab’ EcoCité et au Lab’ Villes durables. Plusieurs thématiques de travail prioritaires ont été identifiées dont celle de la construction bois. L’objectif est d’identifier les besoins des maîtres d’ouvrages (principalement publics) dans le but de massifier la construction bois. Ce travail a débuté début 2020 et implique des maîtres d’ouvrages publics moteurs dans l’acte de construire en bois, et des acteurs de la filière bois.
 

Pour plus d’informations sur le dispositif Lab’ 2051.

Pour plus d’informations sur le Lab’ « construction bois ».
 

Le projet CityZenWood

Le projet « City Zen Wood », initié en 2019, est soutenu par le CODIFAB, France Bois Forêt et le Ministère de la transition écologique. Ce programme a pour ambition de proposer des outils et des méthodologies d’évaluation objective de l’influence des matériaux dont le bois, sur le confort des usagers et d’en tester la pertinence par la réalisation d’une campagne de mesures.

Ce programme s’inscrit dans le cadre de collaborations engagées entre FCBA et les acteurs japonais depuis 2011. Dans ce sens le Ministère de la transition écologiue apporte son soutien au FCBA au titre des politiques publiques en faveur du bois construction, et du partage d'expérience international sur la construction bois. L’un des objectifs de cette démarche franco-japonaise est de mieux apprécier « le niveau de confort des usagers dans les constructions bois » et de « comprendre pourquoi on associe aussi volontiers les ambiances bois au calme, à la sérénité, à une notion de chaleur… ».

La première étude City Zen Wood analyse les effets physiologiques liés à la stimulation deplusieurs sens (toucher de la main, toucher du pied, odorat et vue) au contact du bois en comparaison avec d'autres matériaux (béton, PVC et aluminium). Elle est disponible sur le site du CODIFAB ici.

La seconde étude compare les effets du bois d’origine française avec du bois d’origine japonaise sur la stimulation de certains sens. Le toucher et l’odorat sont analysés à travers la mesure de réponses psychologiques et physiologiques. Un des objectifs est d’analyser l’éventuelle influence de l’origine des essences de bois surles réponses d’une cohorte de sujets français : sont-ils plus sensibles aux essences de bois avec lesquelles ils ont été en contact durant leur vie, existe-t-il un effet culturel ?

 

Le projet ReUse

L’objectif de ce projet, financé par le Ministère de la transition écologique et mis en œuvre par le FCBA, est de mettre au point des méthodes et solutions de construction/déconstruction bois qui limitent la production de déchets grâce à une anticipation du réemploi en amont. Pour cela, dès la conception, le projet envisage une approche systématique de démontabilité des systèmes constructifs bois. Afin d’alimenter cette réflexion, le projet se base sur l’analyse du réemploi des systèmes actuels afin de les faire évoluer vers la facilitation du réemploi.

La première partie du travail consiste à proposer une méthodologie de dépose et de récupération des matériaux pour une possibilité de réemploi (diagnostic de l’existant, estimation des performances résiduelles, mise en œuvre de la déconstruction).

La deuxième partie du travail consiste à l’amélioration de la conception pour lever les freins détectés dans la déconstruction des ouvrages bois actuels (diagnostic des freins, proposition de solutions).

Ces réflexions ont été complétées par l’organisation d’un Hackathon entre la France et le Canada, ayant rassemblé des acteurs de la construction et des écoles d’ingénieurs sur deux journées de travail. Des propositions de systèmes de construction/déconstruction innovants ont été faites.

 

La végétalisation des toitures sur structure bois

La végétalisation des toitures sur structure bois est aujourd’hui assez rare à observer en France. Elle possède pourtant de nombreux avantages à l’échelle du bâtiment et à celle du quartier. S’il est intéressant de combiner la végétalisation et la structure bois, c’est d’abord pour pouvoir combiner tous les avantages de ces deux techniques : stockage du carbone, rétention des pollutions et des eaux pluviales, isolation thermique, essor de la biodiversité, atténuation des îlots de chaleur urbains... Ces aspects environnementaux prenant de plus en plus d’importance dans le milieu de la construction, il est essentiel de se pencher sur ces nouvelles manières de faire, pour allier le confort de l’habitant à sa santé et à l’impact environnemental des bâtiments. La végétalisation et la structure bois sont deux procédés qui ont aujourd’hui beaucoup de cachet, et donnent une image positive et agréable au bâtiment.

Béline Cossou, étudiante à l’ENTPE, a effectué une étude visant à identifier les freins et leviers de la végétalisation des toitures sur structure bois au sein du Ministère de la transition écologique.

Matériaux géosourcés : la filière terre crue

Utilisée depuis des millénaires pour la construction, la terre crue est de nouveau particulièrement appréciée aujourd’hui pour l’habitat contemporain : proximité de la matière première, savoir-faire et réhabilitation, sobriété énergétique et confort intérieur, etc. Il existe plusieurs techniques de construction utilisant la terre crue comme matériau structurel (pisé, bauge, adobe, brique de terre compressée, etc.) ou comme matériau de remplissage (torchis, terre-paille, terre-copeaux bois). Il est encore possible d’utiliser la terre crue comme enduit sur un support pouvant être ou non en terre crue.

La filière terre crue est très dynamique au niveau régional (patrimoine, savoir-faire, diversification d’activités, valorisation culturelle…), mais elle rencontre des obstacles pour se développer : les techniques de mise en œuvre sont peu connues par les professionnels du bâtiment, peu de professionnels ont les compétences requises et il existe des freins au niveau de l’assurance et de la réglementation. Pour encourager le développement de cette filière, l’État a financé la réalisation de guides des bonnes pratiques validés et destinés à être prochainement publiés.

Mesures législatives et réglementaires en faveur du bois ou des matériaux biosourcés dans la construction

Loi n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte

La loi n° 2015-992 du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte prévoit notamment les dispositions suivantes.

« Toutes les nouvelles constructions sous maîtrise d’ouvrage de l’État, de ses établissements publics ou des collectivités territoriales font preuve d’exemplarité énergétique et environnementale et sont, chaque fois que possible, à énergie positive et à haute performance environnementale » (article 8 I).

  • Décret n° 2016-1821 du 21 décembre 2016 relatif aux constructions à énergie positive et à haute performance environnementale sous maîtrise d’ouvrage de l’État, de ses établissements publics ou des collectivités territoriales
  • Arrêté du 10 avril 2017 relatif aux constructions à énergie positive et à haute performance environnementale sous maîtrise d'ouvrage de l'État, de ses établissements publics et des collectivités territoriale

Mise en place des bonus de constructibilité

  • Décret n° 2016-856 du 28 juin 2016 fixant les conditions à remplir pour bénéficier du dépassement des règles de constructibilité prévu au 3° de l’article L. 151-28 du code de l’urbanisme
  • Arrêté du 12 octobre 2016 relatif aux conditions à remplir pour bénéficier du dépassement des règles de constructibilité prévu au 3° de l’article L. 151-28 du code de l’urbanisme.
Loi Elan

La loi Elan du 23 novembre 2018 a introduit plusieurs mesures en faveur du bois et des matériaux biosourcés dans la construction :

  • Introduction de la préfabrication (dispositif constructif largement utilisé en bois construction) dans le code de la construction et de l’habitation ;
  • Annonce de mesures en faveur de la construction de maisons individuelles préfabriquées ;
  • Annonce d’une réglementation environnementale en 2020 qui devra prendre en compte le stockage de carbone dans les matériaux de construction que les matériaux biosourcés permettent.
Label Bâtiment biosourcé

Le label Bâtiment biosourcé permet de valoriser l’utilisation des matériaux biosourcés dans la construction. Il définit un cadre réglementaire, d’application volontaire. Il dispose de plusieurs niveaux d’exigence quantitatifs (en fonction de la masse mise en œuvre) et qualitatifs (fiche de déclaration environnementale et sanitaire, recourt au bois issu de forêts gérées durablement, assurer une faible émission de composés organiques volatils).

Ce label a été défini par le décret n° 2012-518 du 19 avril 2012 relatif au label Bâtiment biosourcé et l’arrêté d’application du 19 décembre 2012 relatif au contenu et aux conditions d’attribution du label Bâtiment biosourcé.

Sécurité incendie et construction en zone de risque incendie

Concernant la réglementation de sécurité incendie dans les bâtiments d’habitation, deux modifications ont été réalisées :

  • La suppression de l’interdiction de l’usage du bois en façade pour les bâtiments de 3ᵉ famille B et 4ᵉ famille (article 13 de l’arrêté du 31 janvier 1986) ;
  • L’ouverture claire à l’ingénierie incendie dans le cas de dispositifs ou dispositions non pris en compte par la réglementation (agrément ministériel de l’article 105).

Par ailleurs, les exigences, notamment en réaction au feu, peuvent conduire à proscrire l’utilisation du bois en zone de plan de prévention du risque incendie de forêt (PPRIF). Des dispositions constructives ont ainsi été définies sur la base de critères de performance n’excluant pas, de fait, l’emploi de solutions bois.

Utilisation du bois et des matériaux biosourcés dans la commande publique pour la construction

La direction générale de l'aménagement, du logement et de la nature (DGALN) a fait paraître un guide pratique à destination des acheteurs publics afin de faciliter la prise en compte des matériaux biosourcés dans leurs marchés de travaux. A travers une série de réponses à des questions concrètes, ce guide décortique, par le prisme de l'intégration des matériaux biosourcés (hors bois d’œuvre), la procédure de marché depuis les réflexions préalables de définition du besoin jusqu'au choix du prestataire.

L’usage des matériaux de construction biosourcés dans les bâtiments publics est  encouragé par l’article L228-4 du code de l’environnement :
« La commande publique tient compte notamment de la performance environnementale des produits, en particulier de leur caractère biosourcé. Dans le domaine de la construction ou de la rénovation de bâtiments, elle prend en compte les exigences de lutte contre les émissions de gaz à effet de serre et de stockage du carbone et veille au recours à des matériaux issus des ressources renouvelables ».

Ce guide répond ainsi à une question régulière des acheteurs : "L'exigence de matériaux de construction biosourcés va-t-elle à l'encontre des règles de la commande publique ?" Aucune disposition du code de la commande publique n’entrave une maîtrise d’ouvrage publique à recourir aux matériaux de construction biosourcés dans la limite des principes fondamentaux le régissant. Il est toutefois recommandé aux acheteurs publics de s’assurer que des entreprises pourront répondre à leurs besoins en faisant un travail de sourcing et en s’entourant d’une maîtrise d’œuvre ayant déjà travaillé avec ces matériaux.

Réalisé en collaboration avec l'Observatoire économique de la commande publique (de la Direction des affaires juridiques des ministères financiers), de la Direction des achats de l’État, d'acheteurs de collectivités territoriales ou d'entités passant des marchés publics, ce guide est à diffuser largement auprès des acheteurs publics.

La question du bois d’œuvre (bois en structure, parements extérieurs et intérieurs, menuiseries intérieures et extérieures) dans la commande publique sera traitée ultérieurement.

A noter que le décret n° 2020-893 du 22 juillet 2020 relève temporaire du seuil de dispense de procédure pour les marchés publics de travaux. Ainsi jusqu'au 10 juillet 2021 inclus, les acheteurs peuvent conclure un marché de travaux sans publicité ni mise en concurrence préalables pour répondre à un besoin dont la valeur estimée est inférieure à 70 000 euros hors taxes, sous certaines conditions.


Cette disposition modifie donc la page 12 du guide "Les matériaux de construction biosourcés dans la commande publique" publié en avril 2020.