Embodied Carbon Benchmarking for Low-Carbon Smart Buildings in Saudi Arabia Waqar Hussnain

Chaque bâtiment laisse une empreinte carbone bien avant que ses portes ne s'ouvrent au public. Alors que l'attention s'est largement portée sur l'énergie qu'un bâtiment utilise pour chauffer, refroidir et éclairer ses pièces durant sa durée de vie, une part importante de ses émissions totales se produit avant même le début de la construction. Ce coût caché, connu sous le nom de carbone incorporé, provient de l'extraction des matières premières, de leur fabrication, de leur transport vers le chantier de construction et de l'acte physique de leur assemblage. À mesure que les bâtiments deviennent plus économes en énergie et que leurs émissions opérationnelles diminuent, ce fardeau carbone initial devient une part croissante de l'impact environnemental total. Pour le Royaume d'Arabie saoudite, où de nouvelles villes massives et des pôles touristiques s'élèvent rapidement dans le cadre de l'initiative Vision 2030, comprendre et mesurer ce coût initial est crucial. Sans un moyen clair de le mesurer, les concepteurs et les constructeurs ne peuvent pas l'atténuer efficacement.

Dans une nouvelle étude, le chercheur Waqar Hussnain a franchi la première étape pour résoudre ce problème pour le Royaume en créant un cadre pratique pour mesurer et comparer le carbone incorporé des bâtiments commerciaux à grande échelle. Ce travail répond à une lacune spécifique : alors que des données internationales existent pour les bâtiments en Europe ou en Amérique du Nord, rien n'a été adapté aux matériaux, au climat et aux pratiques de construction uniques de l'Arabie saoudite. L'étude se concentre sur les « méga-projets » qui transforment le paysage, tels que les hôtels massifs, les tours à usage mixte et les complexes touristiques. En analysant des données de projets réels, la recherche établit un ensemble de points de référence qui permettent aux architectes et aux promoteurs de voir comment leurs conceptions se situent par rapport aux normes actuelles, aux meilleures pratiques et aux objectifs futurs.

Le chercheur a abordé le problème en examinant le cycle de vie d'un bâtiment depuis le tout début. Il a défini son périmètre pour couvrir la période allant de l'extraction des matières premières jusqu'au moment où le bâtiment est pratiquement achevé et prêt à l'emploi. Cette période comprend l'approvisionnement en matières premières, leur transport vers les usines, le processus de fabrication, leur transport vers le chantier de construction et l'installation finale. Le chercheur a choisi cette fenêtre spécifique car c'est à l'étape où les décisions de conception ont l'impact le plus direct sur les émissions, et c'est la partie de la vie du bâtiment qui est la plus systématiquement mesurée dans les études internationales. Il a exclu les émissions de l'exploitation quotidienne du bâtiment et de sa démolition éventuelle, se concentrant plutôt sur le coût initial de la création de la structure elle-même.

Pour rendre les mesures utiles, l'étude a utilisé une unité de comparaison standard : la quantité d'équivalent dioxyde de carbone émise pour chaque mètre carré de la surface de plancher totale du bâtiment. Cette approche permet une comparaison équitable entre des bâtiments de tailles différentes. Les données proviennent directement des listes détaillées de matériaux, connues sous le nom de bordereaux de quantités, de projets commerciaux et mixtes actuellement en cours de développement en Arabie saoudite. Ces listes détaillent les quantités massives de béton et d'acier utilisées dans ces structures. Le chercheur a recoupé ces quantités avec des bases de données existantes sur l'intensité carbone des matériaux, en examinant spécifiquement les ingrédients principaux : le ciment Portland, les matériaux supplémentaires comme les cendres volantes et la fumée de silice, ainsi que l'armature en acier.

L'étude a révélé que, bien qu'une base de données parfaite et locale de données environnementales n'existe pas encore pour chaque matériau dans le Royaume, un cadre de travail peut néanmoins être construit. Le chercheur a proposé un système à quatre niveaux pour catégoriser la performance des bâtiments. Le premier niveau fixe une limite minimale acceptable, alignée sur les codes du bâtiment actuels. Le deuxième niveau représente la performance typique des projets actuels, servant de base de référence pour ce qui se passe en ce moment. Le troisième niveau reflète les meilleures pratiques, montrant ce qui est possible lorsque les constructeurs utilisent des matériaux avancés comme les produits cimentaires supplémentaires pour réduire l'empreinte carbone du béton. Le dernier niveau fixe un objectif aspirationnel, poussant vers la réduction maximale possible conformément aux ambitions de décarbonation à long terme du Royaume.

L'une des conclusions clés est que le mélange spécifique de matériaux utilisés en Arabie saoudite, qui repose fortement sur le ciment, nécessite ses propres références uniques plutôt que de simplement copier les valeurs d'autres parties du monde. L'étude souligne que l'utilisation généralisée de matériaux supplémentaires, qui peuvent abaisser le coût carbone du béton, est déjà un facteur dans certains projets et doit être reconnue comme une voie vers une meilleure performance. Cependant, la recherche note également un obstacle important : le manque de données environnementales détaillées pour les matériaux produits localement. Une grande partie de l'analyse actuelle a dû s'appuyer sur des données génériques provenant de bases de données internationales car les déclarations environnementales de produits spécifiques pour les matériaux régionaux sont encore rares. Cela introduit un certain degré d'incertitude, ce qui signifie que les références actuelles constituent un point de départ solide mais devront être affinées à mesure que davantage de données locales deviendront disponibles.

Le but ultime de ce travail est d'intégrer ces références dans le système national de notation des bâtiments verts, appelé Mostadam. En intégrant ces quatre niveaux dans le processus de certification, l'étude suggère que l'Arabie saoudite peut créer une voie claire et pratique pour la décarbonation du secteur de la construction. Cela permettrait à l'industrie de passer de l'estimation de la performance à une manière structurée et transparente de mesurer les progrès. Le cadre offre un moyen aux promoteurs de fixer des objectifs concrets lors de la phase de conception, garantissant que le stock massif de bâtiments généré par les méga-projets de la Vision 2030 est construit avec une empreinte carbone plus faible dès le premier jour.

Bien que l'étude ne prétende pas avoir résolu tous les défis liés aux données, elle constitue une fondation vitale. Elle démontre qu'avec les bonnes limites de système et une concentration sur les matériaux les plus importants, il est possible de créer une référence localisée pour l'environnement de construction unique du Royaume. Ce travail comble un vide critique dans la littérature mondiale, qui s'est historiquement davantage concentrée sur les bâtiments résidentiels et des climats différents. En fournissant une structure adaptée aux typologies commerciales et mixtes qui dominent le pipeline des méga-projets saoudiens, cette recherche ajoute une pièce précieuse au puzzle mondial de la décarbonation du bâtiment. Les travaux futurs devront recueillir des données plus spécifiques dans la région pour affiner la précision de ces chiffres, mais le cadre lui-même offre une voie claire et exploitable vers un environnement bâti plus vert dans le Royaume.