Matériau, matière d'architecture soutenable : choix responsable des matériaux de construction pour une conception globale de l'architecture soutenable

(eng) The choice of materials is a fundamental step in the process of architectural design of a building. This step becomes now predominant because architects, in terms of choice, face three major issues: the expansion and multiplication of new materials, the desire for dematerialisation generated by the separation between the building structure and building envelope and its energy requirements, environmental and health. If these last two centuries, in a spirit of modernity, contributed to technological chemical development and chemical of building materials and to the mutation of architecture, they have created a major change in the relationship between human being and nature: human being broke free of the ecosystem to which he belonged by considering it as a commodity and exploiting natural resources without restraint. In doing so, human being increased pollution phenomena and disturbances of the terrestrial ecosystem but contributed also to the deterioration of his health. Since the publication of the Brundtland Report in 1987, human being gradually recognizes its responsibilities and is aware of the urgency to respond effectively to curb stop to see the process started. If the construction is not the only sector responsible for this situation, it has the bigger potential for change and improvement both in terms of resource use and that the reduction of emissions (air pollution, indoor air quality, waste generation), but it is also a sector that has the most influence on our lifestyle and in doing so, the way we operate, we consume, we think. This thesis questions the issues of materials and building materials in the design of sustainable architecture. The building material plays an important role in the architecture by meeting the requirements of protection and comfort and technical performance while promoting an architectural language and awakening sensations. But the role of materials in the design of sustainable architecture goes beyond the notion of image or performance: the building material must now meet the requirements of resource conservation, environmental impact, of impact on health, but also to requirements reuse or recycling. The issue of choice is tackled using a prospective, comprehensive and multidisciplinary approach. Prospective, because it incorporates not only environmental and health impacts scientifically proven, but also those who are "suspected " and that every step of the lifecycle of building materials. Comprehensive, because it takes into account all stages of the life cycle of materials and construction. Multidisciplinary, because it develops around the building material, sensitive issues, scientific, historical, industrial, technical, environmental, health, etc.. This holistic view of the construction material used to expand the scope of considerations by revealing and combining, by a "reasoned" using of three materialities of it: the “visible” materiality, the “intrinsically “materiality and the “sustainable “materiality By the study of building materials, the study of their evolution and their characteristics, by identifying the environmental and health impacts caused by them throughout their life cycle, different concepts such as concept of cause to effect, concept of cycle and principle of precaution have been highlighted. These concepts, when they are integrated early in the process of design and construction, can not only promote an honest architecture, filled with meaning and consistent with its location and function, but also to reconcile human being with its environment and with himself. Placing the environmental and health aspects at the top of a pyramid of assessment criteria would revive a selection process "responsible". This process responsible would highlight the potential technical, energy and environmental building materials in the design and architectural composition and that, without hampering creativity and innovation of each architect in regard to the specific surface offered by the material, from the substances. In order to encourage this process, this thesis has sought to develop a tool for assessing environmental and health components of a building. This tool is based partly on a forward thinking beyond the present knowledge and secondly, a holistic approach throughout the life cycle of materials and systems and on a consistent set of criteria to both quantitative and qualitative

(fre) Le choix des matériaux est une étape fondamentale dans le processus de conception architecturale d’un bâtiment. Cette étape devient aujourd’hui prépondérante dans la mesure où l’architecte, en matière de choix, fait face à trois problématiques majeures: le foisonnement et la multiplication de nouvelles matières, le désir de dématérialisation engendré par la séparation entre la structure du bâtiment et son enveloppe et le renforcement des exigences énergétiques, environnementales et sanitaires. Si ces deux derniers siècles ont, dans un esprit de modernité, contribué au développement technologique et chimique des matériaux de construction et à la mutation de l’architecture, ils ont engendré un changement majeur dans la relation que l’homme entretenait avec la nature: l’homme s’est détaché de l’écosystème dont il faisait partie en considérant celui-ci comme un bien de consommation et en exploitant sans retenue les ressources naturelles. Ce faisant, l’homme a d’une part, accentué les phénomènes de pollution et de dérèglements de l’écosystème terrestre et d’autre part a contribué à la détérioration de sa propre santé. Depuis la publication du Rapport Brundtland en 1987, l’homme reconnaît peu à peu ses responsabilités et prend conscience de l’urgence à réagir efficacement pour freiner voir enrayer le processus enclenché. Si le secteur de la construction n’est pas le seul secteur d’activité responsable de cette situation, il est non seulement un des secteurs qui a le plus de potentialités de changement et d’amélioration tant au niveau de l’utilisation des ressources et que de la réduction des rejets (pollution atmosphérique, qualité de l’air intérieur, production de déchets), mais il est également un secteur qui a le plus d’influence sur notre mode de vie et ce faisant, sur notre mode de fonctionner, de consommer, de penser. Cette thèse questionne les enjeux de la matière et des matériaux de construction dans la conception de l’architecture soutenable. Le matériau de construction joue un rôle prépondérant dans l’architecture en répondant à des exigences de protection et de confort et de performances techniques tout en favorisant un langage architectural et en éveillant des sensations. Mais le rôle des matériaux dans la conception de l’architecture soutenable dépasse la notion d’image ou de performance : le matériau de construction doit aujourd’hui répondre à des exigences de préservation des ressources, d’impact sur l’environnement, d’impact sur la santé, mais également à des exigences de réutilisation ou de recyclage. La question du choix est abordée suivant une approche prospective, globale et multidisciplinaire. Prospective, car elle tient compte non seulement des impacts environnementaux et sanitaires scientifiquement avérés, mais également de ceux qui sont « présumés ou pressentis » et cela à chaque étape du cycle de vie du matériau de construction. Globale, car elle tient compte de l’ensemble des étapes du cycle de vie des matériaux et du bâtiment. Multidisciplinaire, car elle développe autour du matériau de construction, des aspects sensibles, scientifiques, historiques, industriels, techniques, environnementaux, sanitaires, etc. Cette vision holistique du matériau de construction permet d’élargir le champ des considérations en révélant et en conjuguant, par une utilisation « raisonnée » trois matérialités de celui-ci: la matérialité visible, la matérialité intrinsèque et la matérialité soutenable. Par l’étude des matériaux de construction, par l’étude de leur évolution et de leurs caractéristiques, par l’identification des impacts environnementaux et sanitaires engendrés par ceux-ci sur l’ensemble de leur cycle de vie, différentes notions telles que la notion de lien, de cycle et de précaution ont été mises en évidence. Ces notions, si elles sont intégrées en amont du processus de conception et de construction, permettent, non seulement de favoriser une architecture honnête, emplie de sens et en adéquation avec son lieu d’implantation et sa fonction, mais également de réconcilier l’homme avec son environnement et avec lui-même. Placer les aspects environnementaux et sanitaires tout en haut de la pyramide de critères d’évaluation permettrait de renouer avec un processus de sélection « responsable ». Ce processus responsable mettrait en évidence tout le potentiel technique, énergétique et environnemental des matériaux de construction dans la conception et composition architecturale et cela, sans entraver la créativité et l’innovation de chaque architecte vis-à-vis des spécificités de surface offertes par la matière, par les matières. Dans le but d’encourager ce processus, cette thèse s’est attachée à développer un outil d’aide à l’évaluation environnementale et sanitaire de composants d’un bâtiment. Cet outil est basé d’une part sur une réflexion prospective qui dépasse le stade des connaissances actuelles et d’autre part, sur une approche globale sur l’ensemble du cycle de vie des matériaux et des systèmes et sur un ensemble cohérent de critères à la fois quantitatifs et qualitatifs.