L’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne a développ un logiciel dont les algorithmes autorisent la conception de nouvelles structures de bâtiments mêlant composants neufs avec composants issus du réemploi. 

Le bâtiment a fort à faire pour limiter son empreinte environnementale. De gros efforts sont actuellement déployés dans la réduction de la consommation des ressources et des déchets issus de la déconstruction/réhabilitation/rénovation. 

A l’EPFL, Jan Brütting, qui vient de terminer son doctorat au sein du Structural Xploration Lab (SXL), dirigé par Corentin Fivet, au Smart Living Lab, à Fribourg, prône pour des designs basés sur des composants de seconde main, sans tranformation préalable. 

"Cela implique de changer tout ce que nous avons appris à faire jusqu’ici", avertit-il. Et afin d’aider les acteurs de la chaîne de production dans ce sens, Jan Brütting a ainsi développé un logiciel permettant de concevoir des structures tout en analysant leur cycle de vie. Le logiciel se base sur le réemploi de poutres, de colonnes et de barres d’acier, mais d’autres matériaux tels que le bois et le béton pourraient y être intégrés.

Concrètement, l’ingénieur ou l’architecte entre dans le logiciel les caractéristiques globales de la structure à construire ou à modifier, ainsi qu’une description du stock de composants de seconde main pouvant être réemployés. Le logiciel effectue alors une première optimisation de la forme de la structure, visant à utiliser le moins de matière possible.

Ensuite, il présente à la conceptrice ou au concepteur des formes structurales alternatives répondant à divers objectifs de durabilité. Par exemple, le logiciel change l’aspect de la structure mais aussi sélectionne et positionne les composants du stock fourni afin de minimiser l’empreinte carbone de la structure, de réduire au minimum le nombre de nouvelles découpes ou de limiter le nombre de composants utilisés. 

Le logiciel permet également d’identifier la combinaison optimale d’éléments neufs et de réemploi afin d’optimiser l’empreinte carbone de la nouvelle construction. Le concepteur peut ainsi choisir et éventuellement adapter la solution la plus appropriée à son projet. Le chercheur a testé son logiciel sur des cas réels, basé sur un inventaire des éléments récupérés d’immeubles et d’infrastructures en démolition en Suisse.

Les valeurs déterminées dans le cadre de ses travaux ont révélé que la pratique du réemploi dans la construction de structures permettrait une réduction significative d’émissions de gaz à effets de serre : jusqu’à 60%, malgré une augmentation de la masse de la structure jusqu’à 40%. 

Pour implémenter cette eméthode d’économie circulaire, Jan Brütting plaide pour la création d’une banque de données au niveau suisse ou européen de matériaux propres au réemploi. Dans l’idéal, son logiciel y aurait accès, offrant au concepteur un meilleur choix de matériaux. "De telles bases de données sont en cours de développementD", fait savoir le chercheur.

A noter qu’il a également pensé à intégrer au logiciel la possibilité de construire des modules sur la base de barres linéaires et de connecteurs de forme arrondie. Un concept rappelant le système MERO ou celui des meubles USM mais qui "offre bien plus de possibilités de design que les systèmes de construction modulaires actuels".