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RÉSUMÉ
Le monde du BTP a la réputation d'être traditionnel. Cet article montre qu'au-delà de ce cliché, ce secteur est poussé par notre urbanisation croissante et l'impérieuse nécessité d'un impact minimal sur nos ressources et notre environnement. Il est ainsi maintenant le lieu d'innovations, qualifiées à juste titre de nanotechnologiques. Cette innovation touche déjà et touchera autant l'habitat individuel que le tertiaire, le milieu urbain et nos grandes infrastructures, que celles-ci soient énergétiques, environnementales ou de mobilité. Cet article est également consacré aux matériaux d'enveloppe du bâtiment et à leur impact sur la qualité urbaine.
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Henri VAN DAMME : Directeur scientifique de l'Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux (IFSTTAR) - Professeur à l’École supérieure de physique et chimie industrielles, ESPCI-ParisTech
INTRODUCTION
Le monde du « BTP » a la réputation d’être traditionnel. L’objet de ce dossier, conçu en deux parties, est de montrer qu’au-delà de ce cliché, c’est au contraire un monde qui, poussé par notre urbanisation croissante et l’impérieuse nécessité d’un impact minimal sur nos ressources et notre environnement, sera le lieu d’innovations que l’on peut à juste titre qualifier de nanotechnologiques. La diversité des innovations qui se dessine va bien au-delà de l’usage – anxiogène pour le grand public – de nanoparticules. Ceci touche déjà et touchera autant l’habitat individuel que le tertiaire, le milieu urbain et nos grandes infrastructures, que celles-ci soient énergétiques, environnementales ou de mobilité. Ce premier dossier est consacré aux matériaux d’enveloppe du bâtiment et à leur impact sur la qualité urbaine.
Un monde aussi traditionnel que le bâtiment et le génie civil – le « BTP » pour faire court – peut-il être un terreau fertile pour l’accueil d’innovations faisant appel à la maîtrise de la matière aux échelles de longueur approchant celles de l’atome et des molécules ? Il n’y a pas si longtemps la question aurait paru saugrenue, tant le désir de traditionnel et de perpétuation des savoir-faire était au cœur des préoccupations, en particulier dans le monde du bâtiment. Le seul moteur du changement était pour le particulier le désir d’un confort supérieur et, pour le monde industriel, la marche vers plus de rationalité, d’efficacité et de profit.
Les choses ont changé, même si les motivations qui viennent d’être évoquées restent d’actualité. Les soucis d’efficacité énergétique, de réduction des émissions de gaz à effet de serre, d’économie des ressources naturelles, de durabilité et de recyclabilité, de maintien de la biodiversité, de sécurité aussi ont désormais pris le pas sur les précédents ou, tout au moins, les complètent. Ceci ouvre des perspectives nouvelles pour les innovations. Il reste malgré tout deux spécificités du monde de la construction à laquelle les nanotechnologies doivent s’adapter. La première est l’échelle – en volume, tonnage, nombre de pièces – à laquelle ces technologies doivent pouvoir diffuser. Aucun autre domaine de l’activité humaine ne rivalise sur ce point avec la construction. La seconde spécificité, qui découle en réalité de la première, est ce que l’on pourrait appeler la rusticité ou, plus exactement, la robustesse impérative de leur mise en œuvre. Une technologie n’a de chances de se répandre dans le monde de la construction que si elle est compatible avec une mise en œuvre relativement simple et si possible tolérante (robuste) vis-à-vis des écarts de procédure.
Le monde de la « construction » recouvre en réalité plusieurs domaines assez distincts sur le plan technique. Le premier est celui du bâtiment, c’est-à-dire essentiellement de l’habitat – individuel ou collectif – et des bâtiments du tertiaire. Le deuxième recouvre les grandes infrastructures de ce que l’on appelle habituellement le génie civil. C’est le monde des « ouvrages d’art » : ponts, tunnels, viaducs, barrages… Le troisième est celui de la route, qui possède lui aussi ses spécificités. Ce premier dossier traite du bâtiment en se concentrant sur les matériaux d’enveloppe et, plus particulièrement, sur les fonctionnalités que les nanotechnologies leur apportent grâce, le plus souvent, à l’ingénierie de leur porosité et de leurs propriétés de surface.
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Conclusions
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4. Nanotechnologies pour une ville durable
Concentrer les hommes, les services et les échanges dans un espace limité – c’est l’essence même de la ville – sans que cette concentration ne détruise le tissu social, sans qu’elle n’augmente la vulnérabilité des habitants, sans qu’elle ne réduise l’accessibilité et ne gêne la fluidité des déplacements, sans qu’elle ne dilapide l’énergie, sans qu’elle ne dégrade la qualité de l’air et de l’eau et sans qu’elle ne résolve ses problèmes en rejetant toutes les nuisances à l’extérieur, voilà quelques uns des défis que doivent affronter les concepteurs d’une ville durable. Parmi tous ces défis, il en est trois au moins dans lesquels les NT et les NM ont un rôle à jouer. Il s’agit de la qualité sanitaire de l’environnement, de la fluidité des déplacements et de la gestion de l’énergie. Dans les trois cas, il y aura très vraisemblablement un recours massif aux STIC, grâce à des dispositifs embarqués ou fixes, qui font déjà largement appel aux NT .
Des trois domaines qui viennent d’être évoqués, c’est celui de la qualité environnementale qui est le plus directement lié au monde de la construction. Garantir la qualité de l’air – intérieur et extérieur – et de l’eau et plus généralement de l’ambiance, en tout point d’un milieu urbain, implique au premier chef de disposer d’un réseau dense de capteurs intégrés à l’infrastructure de ce milieu et capable de recueillir localement l’information souhaitée, qu’elle soit physique (paramètres micrométéorologiques, bruit), chimique, biochimique ou microbienne. Pour tirer profit de la masse de données ainsi recueillies et en tirer les conséquences pour localiser les sources, prévoir les migrations et les transformations, c’est la modélisation numérique – le cas échéant, inverse – qui prendra ensuite le relais, à condition de connaître les lois physiques régissant les phénomènes impliqués (diffusion turbulente, réactivité chimique, agrégation, adsorption,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Rapport ETHEL (Énergie, Transport, Habitat, Environnement, Localisations) de l’Action Concertée Énergie du Ministère de la Recherche et du CNRS http://ethel.ish-lyon.cnrs.fr/ (2004).
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(2) - * - http://www.effet-de-serre.gouv.fr/images/medias/Evolutionsecteur.JPG.
-
(3) - ENKVIST (P.-A.), NAUCLER (T.), ROSANDER (J.) - A cost curve for greenhouse gas reduction - The McKinsey Quarterly, N° 1, pp 35-45 http://www.berc.berkeley.edu/flyers/McKinseyQ.pfhttp://www.mckinsey.com/clientservice/ccsi/greenhousegas.asp (2007).
-
(4) - MAUGARD (A.), VISIER (J.C.), QUENARD (D.) - Le Bâtiment à Énergie Positive - Futuribles, N° 304 (Janvier 2004).
-
(5) - QUENARD (D.) - Le Bâtiment à Énergie Positive - Supplément à La Recherche, N° 398 (Juin 2006).
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(6) - QUENARD (D.) - * - ....
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