La sélection des matériaux et des ressources est un des secteurs clés évalués dans tous les systèmes de notation. Le choix des matériaux et des systèmes dans une catégorie de matériaux peut avoir un effet dramatique en termes des fardeaux environnementaux notés dans l’évaluation de cycle de vie complet. La sélection des matériaux a des incidences sur un certain nombre de préoccupations plus spécifiques telles l’efficacité de la conception et l’utilisation des matériaux qui y sont liés, le contenu recyclé, la recyclabilité et le potentiel de réutilisation. Toutes ces considérations sont directement ou indirectement prises en compte par les systèmes d’évaluation et de notation d’un bâtiment écologique vert.
Tandis que les systèmes ne traitent pas explicitement présentement de la durabilité du bâtiment ou le font peu, la sélection des matériaux peut aussi être un aspect clef permettant d'assurer que la durée d'utilisation prévue d’un bâtiment excède sa durée d'utilisation désirée ou projetée. C'est particulièrement vrai pour les matériaux qui seront exposés aux éléments ou soumis à l'usure suite à leur utilisation par les occupants.
Comparaison de l’ÉCV du préfabriqué vs les systèmes coulés sur place
| Item | Hollow core slab (MJ/m²) | Cast-in-place slab (MJ/m²) |
| Cement | 186 | 389 |
| Acier | 45 | 60 |
| Autres matériaux bruts | 15 | 23 |
| Processus manufacturier | 128 | 32 |
| Transport | 28 | 42 |
| Total | 401 | 560 |
Source: fib Environmental issues in prefabrication
Les distances d'une usine de préfabrication et d’une usine de béton prêt à l’emploi au chantier sont présumées être les mêmes. La consommation d'énergie qui est plus élevée pour la dalle coulée sur place existe en raison du plus grand volume de ciment et de béton nécessaire par mètre carré de plancher.
Dans le tableau ci-dessous, la comparaison est élargie pour couvrir un certain nombre de caractéristiques physiques et une gamme d'effets environnementaux. La dalle de plancher de béton préfabriqué à âmes creuses est moins dommageable écologiquement que sa contrepartie coulée sur place, à l'exception des émissions de gaz à effet de serre où il a été établi que le système préfabriqué a des impacts légèrement plus élevés.
Comparaison de divers types de planchers selon une étude menée aux Pays-Bas où une enquête approfondie a comparé le plancher de béton préfabriqué à âmes creuses avec le plancher coulé sur place.
| Dalle à âmes creuses (par m²) | Dalle coulée en place (per m²) | |
| Béton (kg) | 263.7 | 423.0 |
| Armature (kg) | 3.2 | 6.1 |
| Masse totale (kg) | 266.9 | 429.1 |
| Eutrophisation (kg P04-3 eq.) | 0.0356 | 0.0410 |
| Épuisement (x 10-12) | 0.0468 | 0.0707 |
| Écotoxicité (xl03 m3) | 2.78 | 5.81 |
| Effet de serre (kg CO2 eq.) | 55.2 | 53.4 |
| Acidification (kg SO2 eq.) | 0.252 | 0.306 |
| Smog d’été (kg C2H4 eq.) | 0.0297 | 0.0460 |
| Toxicité humaine (kg) | 0.318 | 0.411 |
| Utilisation primaire de l’énergie (MJ) | 461 | 643 |
| Déchets solides (kg) | 36.3 | 58.8 |
*Note: "eq." = équivalents
Source: fib Environmental issues in prefabrication
Ces résultats reflètent l'efficacité d'utilisation des matériaux dans un système préfabriqué avec des processus de production avancés utilisant le béton haute-résistance renforcé avec l'acier de précontrainte. Les structures précontraintes utilisent moins de matériaux pour obtenir la même capacité de charge comparativement aux structures coulée sur place. De l’utilisation de sections préfabriquées plus petites résulte un niveau de charge morte moindre. La norme CSA A23.3 autorise l'usine certifiée qui fabrique des éléments de béton préfabriqué à utiliser un facteur de résistance substantiellement plus élevé. Le choix d'un système préfabriqué porteur ou d’un autre n'a pas d'impact majeur sur le fardeau environnemental généré par la construction.
La précontrainte fait en prétensionnant des câbles de précontrainte dans les moules à l’usine de préfabrication est très efficace : réduction de la quantité d'acier incorporée et amélioration de la performance structurelle.
EXEMPLE : COMPARAISON D’UNE POUTRE DE BÉTON ARMÉ ET D’UNE POUTRE PRÉCONTRAINTE
Une poutre ayant une portée de 7,0 m doit supporter une charge morte de 30 kN/m et une charge vivante de 25 kN/m. Une section efficace de 300x600 mm, armée dans sa partie supérieure de 2 barres No.20, est choisie. L’armature principale requise pour une poutre armée est de 4 barres No.30 pour supporter la charge, tandis qu'une poutre précontrainte requiert 8 torons de 13 millimètres. La réduction de l’armature de la poutre précontrainte en cisaillement est négligeable. L’armature requise pour la poutre armée est de 2800 mm2 comparativement à 792 mm2 pour la poutre précontrainte - une réduction d’environ 70% de l’armature principale de la section.
Sommaire
- la préfabrication permet des conceptions de mélanges de béton optimisés. Les mélanges sont habituellement conçus pour atteindre 25-30 MPa en 2 à 16 heures afin de préfabriquer un nouvel élément chaque jour.
- la précontrainte peut réduire significativement la quantité d'acier utilisée; et
- le post-tensionnement du béton peut être fait à l’usine de préfabrication et est souvent utilisé sur le site pour joindre des éléments comme des raccordements de moment, murs de cisaillement et pour stabiliser les puits d'ascenseurs et d’escaliers dans les immeubles élevés.
