Intégrer des matériaux d'isolation sobres en carbone dans des ensembles modulables fabriqués en usine pour la construction et la rénovation.
Le projet REEEP (2016-2023) de RNCan a développé et démontré des solutions de modernisation préfabriquées en adaptant des conceptions de panneaux qui existaient déjà pour les nouvelles constructions. Ce projet a fourni à l'industrie des solutions prêtes à être commercialisées. Le projet Enveloppes de bâtiment à faible teneur en carbone pour la construction industrialisée et la rénovation examine comment les matériaux qui stockent le carbone peuvent être intégrés dans les assemblages d'enveloppes de bâtiment de la prochaine génération pour obtenir des solutions durables, résilientes et évolutives pour les futurs bâtiments et les travaux de rénovation au Canada.
Justification
Le projet répond aux quatre grands défis décrits ci-dessous.
- Le chauffage des bâtiments est la source de 10 % des émissions de GES au Canada.
En 2021, la part du chauffage des bâtiments dans les émissions de GES du Canada s’élevait à 67 Mt d’équivalent CO2 (10 %) [1]. En rénovant les maisons et les bâtiments canadiens plus vieux ou inefficaces sur le plan énergétique de manière à ce que leurs niveaux d’isolation et d’étanchéité répondent aux normes des maisons passives ou à consommation énergétique nette zéro, il est possible de réduire la demande en chauffage de 80 % ou plus [2] [3]. Toutes choses étant égales par ailleurs, la réduction de la demande en chauffage donne lieu à une diminution des émissions et rend la transition vers des sources de combustibles décarbonées plus viable sur les plans économique et technique.
- Au Canada, 2 % des émissions de GES sont attribuables à la construction et à la rénovation des bâtiments.
On estime que le carbone intrinsèque (émissions de GES attribuables à la production, à la fabrication et au transport des matériaux et éléments de construction, ainsi qu’à la construction et à l’assemblage dans les bâtiments neufs et rénovés) associé à la construction de maisons et d’immeubles neufs représente environ 11 à 13 Mt d’équivalent CO2 à tous les ans au Canada. Grâce à la mise au point d’enveloppes de bâtiments pouvant stocker le carbone, les nouvelles constructions et les bâtiments rénovés peuvent devenir des puits, et non des sources, de carbone.
- Le Canada est confronté à une grave pénurie de main-d’œuvre dans les métiers de la construction.
Selon la Stratégie canadiennes pour les bâtiments verts, 3 % du parc existant de maisons et de bâtiments doit être rénové à chaque année afin de décarboner l’environnement bâti du Canada d’ici le milieu du siècle [4]. Ce rythme est environ trois fois supérieur à celui qui a été atteint dans le cadre du Programme de subvention pour des maisons plus vertes.
De plus, la SCHL estime que le nombre de nouvelles habitations construites doit être 2,5 fois plus élevé afin de répondre aux préoccupations liées à l’abordabilité [5].
Toutefois, le secteur canadien de la construction fait déjà face à un manque d’effectif dans les métiers, et 22 % des travailleurs devraient partir à la retraite au cours de la prochaine décennie, provoquant ainsi une importante baisse de la main-d’œuvre qualifiée. ConstruForce Canada estime que près de 500 000 travailleurs additionnels seront nécessaires pour atteindre les cibles gouvernementales [6].
Bien que d’autres industries aient misé sur la numérisation, l’automatisation et l’efficacité des procédés pour améliorer leur productivité, les pratiques de construction n’ont pas connu beaucoup de changements au Canada depuis de nombreuses années [7]. En l’absence d’un rehaussement considérable de la productivité, le manque de travailleurs qualifiés représentera un obstacle majeur à la mise en œuvre de la politique du gouvernement. Des méthodes et des technologies novatrices (construction hors site, conception pour la fabrication et l’assemblage, robotique, fabrication additive) sont nécessaires pour améliorer la productivité et réduire les besoins en main-d’œuvre.
- L’augmentation de la gravité et de la fréquence des phénomènes météorologiques extrêmes et des pannes de courant représente une menace pour les bâtiments et l’infrastructure.
Les phénomènes météorologiques exceptionnels (dômes de chaleur, rivières atmosphériques, microrafales, tornades, ouragans, incendies de forêt et inondations) sont de plus en plus fréquents, posant ainsi des risques pour nos habitations et nos systèmes d’approvisionnement et de distribution d’énergie. Afin de nous adapter aux changements climatiques, nous avons besoin d’enveloppes du bâtiment qui améliorent la résilience thermique et structurale, la résistance à l’humidité et la survie passive des bâtiments.
Vision
La vision préconisée consiste à collaborer avec l’industrie et le monde universitaire afin de créer des prototypes d’assemblages d’enveloppes de bâtiments à faible teneur en carbone adaptés à la construction et à la rénovation de bâtiments résidentiels de faible hauteur. Ces assemblages seront fabriqués au moyen de matériaux canadiens abondants et durables qui absorberont et stockeront efficacement les émissions de GES pendant toute la durée de vie du bâtiment.
Objectifs clés du projet
Créer et évaluer la prochaine génération d’assemblages d’enveloppes de bâtiments capables de stocker le carbone et de systèmes de construction pour les bâtiments neufs et les rénovations qui:
- réduisent considérablement la consommation d’énergie associée au chauffage (réduction de 80 % par rapport à un bâtiment type existant et de 30 % par rapport aux niveaux du CNB de 2020) et améliorent la résilience structurale et thermique et la résistance à l’humidité dans un climat changeant;
- renforcent la confiance de l’industrie à l’endroit de matériaux novateurs, faible en carbone et stockant ou séquestrant le carbone grâce à des essais en laboratoire et sur le terrain;
- favorisent une construction et une rénovation rapides tout en nécessitant moins de main d’œuvre et de travaux perturbateurs sur place grâce à la préfabrication d’enveloppes de bâtiments entières et à l’intégration de technologies comme des fenêtres à haut rendement et de bardages produits au moyen d’énergies renouvelables.
Activités liées au projet
| Activité | Description | Situation et constatations |
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Les matériaux à faibles émissions de carbone (MFEC) seront évalués conformément aux critères, y compris :
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Des concepts d’assemblages novateurs seront mis au point, des prototypes seront créés et des essais seront réalisés en laboratoire, y compris :
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Schémas, conceptions de prototypes et résultats des essais attendus à l’exercice 2027-2028 |
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Des essais sur le terrain seront réalisés afin d’acquérir une expérience concrète de la conception, de la préfabrication et de l’installation des assemblages créés dans le cadre de l’activité no 2. Les données sur le rendement in-situ permettront de mieux comprendre l’incidence sur la construction, la performance hygrothermique et les coûts. |
Rapport sur l’essai sur le terrain no 1 (SCRCC) attendu à l’exercice 2024-2025 Rapport sur l’essai sur le terrain no 2 attendu à l’exercice 2027-2028 |
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Les méthodes de conception, de préfabrication et de construction des assemblages mises au point dans le cadre de l’activité no 2 feront l’objet d’essais pilotes, d’évaluations et d’améliorations. Le résultat final souhaité pour cette activité est un processus de conception, d’examen de conformité et de fabrication entièrement automatisé. Toutefois, des flux de travaux seront d’abord établis pour la conception et la fabrication manuelles afin de permettre une adoption et une expansion progressives par l’industrie. |
Lignes directrices disponibles à l’exercice 2027-2028 |
Figure 1 : Conception de panneau REEEP à stockage de carbone utilisant des éléments d’ossature avec poutres en I
Partenaires et remerciements
Dans le cadre de ce projet, Canmet collabore avec Tooketree Passive Homes, Savick, Cold Climate Building, Builders for Climate Action et le Centre de recherche avancée sur l'enveloppe du bâtiment de l'Université Carleton.
Le projet est financé par l’entremise du programme PRDE du Bureau de recherche et de développement énergétiques (BRDE). Les chercheurs tiennent à exprimer leur reconnaissance et leur appréciation pour le soutien du BRDE.
Contact
Pour plus d’information, veuillez communiquer avec Mark Carver, R-D pour les logements et bâtiments, Groupe bâtiments et renouvelables, CanmetÉNERGIE : mark.carver@NRCan-RNCan.gc.ca
Publications
Conley, B.; Carver, M. “Comparison Between Experimental and Simulated Hygrothermal Response of Chopped-Straw- and Cellulose-Insulated Wood Frame Panels”. Buildings 2025, 15, 4017. https://doi.org/10.3390/buildings15224017
B. Belitski, C. Magwood, H. Pope, “Building A Low Carbon Future: Exploring Feedstocks & Products For Canada’s Construction Sector” Ressources Naturelles Canada. Ontario, Canada. 2025.
Pope H, Carver M, Armstrong J. “Low-Carbon Climate-Resilient Retrofit Pilot: Construction Report”. Buildings. 2025; 15(20):3666. https://doi.org/10.3390/buildings15203666
H Pope, M Carver, B Conley, J Armstrong, “Development and Experimental Design of a Novel, Low-Carbon, Industrialized Below Grade Wall Retrofit Method”, St. Louis, BES+ 2025 Building Enclosure Symposium, 2025.
Conley, B., Carver, M. (2024). Hygrothermal Performance of a Masonry Overcladding Prefabricated Exterior Energy Retrofit in Ottawa. Comptes rendus de la 9e International Building Physics Conference. Toronto, Canada.
Conley, B., Carver, M. (2024). A Hygrothermal Modelling Case Study of a Prefabricated Exterior Energy Retrofit. Comptes rendus de la 9e International Building Physics Conference. Toronto, Canada.
Pope, Hamish. “Industrialized Exterior Retrofit Projects: A Review”. En ligne, WSBE24, 2024.
H Pope, M Carver, B Conley, (2024). “Carbon-storing Prefabricated Retrofit Panel Designs”. En ligne, WSBE24, 2024.
Ressources naturelles Canada (2023). Guide de rénovation extérieure énergétique avec des éléments préfabriqués (REEEP). Accessible à l’adresse : https://ressources-naturelles.canada.ca/efficacite-energetique/reeep-renovation-exterieure-energetique-elements-prefabriques
Cat. M154-153/2023F-PDF
ISBN 978-0-660-48179-1
Ressources naturelles Canada (2023). Protocole de mesure et de vérification des rénovations écoénergétiques majeures pour les bâtiments résidentiels. Accessible à l’adresse : https://ressources-naturelles.canada.ca/efficacite-energetique/reeep-renovation-exterieure-energetique-elements-prefabriques
Cat. M154-161/2023F-PDF
ISBN 978-0-660-49743-3
Références
Ressources naturelles Canada, « La Stratégie canadienne pour les bâtiments verts : Transformer le secteur canadien du bâtiment pour un avenir carboneutre et résilient », 8 août 2024. [En ligne]. Accessible à l'adresse : https://ressources-naturelles.canada.ca/efficacite-energetique/efficacite-energetique-batiments/strategie-canadienne-batiments-verts-transformer-secteur-canadien-batiment-avenir-carboneutre-resilient.