À
l’heure de l’objectif de neutralité carbone à
horizon 2050, portée par le Plan Climat Air Énergie parisien,
la grammaire ici développée vise
à éclairer quelques-uns des leviers pour tendre vers la
ville neutre en carbone et résiliente. Ces leviers concernent tous
les systèmes de
la Ville, à travers la matière et l’énergie
qu’elle nécessite, mais aussi avec des actions visant une
meilleure résilience vis-à-vis des changements climatiques.
Elle a été développée à partir de travaux
passés et actuels de l’Apur. Elle est un ensemble dynamique
qui a vocation à s’enrichir régulièrement pour
alimenter un PLU Carbone Climat. S’inscrire dans une stratégie
Carbone Climat permet de mobiliser l’ensemble des
potentiels d’un système urbain et en particulier de réintégrer
une dynamique qui s’appuie sur le triptyque social / environnement
/ territoire.
Introduction |
L’objectif
de neutralité carbone implique de changer de paradigme,
d’adopter une pratique plus souple et moins dogmatique où
la performance carbone prime.
Boulevard
Jules Ferry (XIe arrondissement), projection en 2050 : l’immeuble
de grande hauteur est devenu un immeuble ressource producteur
d’énergie. Les eaux de pluie circulent dans un bassin.
Les jardins se sont étendus et accueillent de l’agriculture
urbaine. ©
Céline Orsingher
Les grandes villes du monde se réinventent pour s’adapter
aux évolutions planétaires du climat. Que sera Paris
en 2050 à l’aune du double objectif de neutralité
carbone et de renforcement de sa capacité de résilience
? Tout autre que celui d’aujourd’hui ? Dans les années
1850-1860, la capitale amorce une métamorphose qui la bouleverse.
Idem après la Seconde Guerre mondiale quand les idéaux
modernes bousculent son urbanisme et son architecture. Au début
du troisième millénaire, le développement
durable en réponse à l’évolution mondiale
du climat appelle une nouvelle mue, radicale, dont l’ampleur
traduira l’engagement de chacun. Comme toutes les villes,
Paris doit trouver en son sein une part croissante de ses ressources
énergétiques, alimentaires, et matérielles.
La ville passée au scanner se révèle une
constellation de systèmes. En les interrogeant, les enjeux
climatiques les mettent en tension, montrent que leur efficacité
dépend de leur mutualisation, de leur synergie, à
l’image du croisement des réactions chimiques en
chaîne du métabolisme des êtres vivants. Désormais,
il convient de penser et d’enclencher les mutations de Paris
à partir des sujets liés à l’environnement
: Il ne s’agit plus seulement de planifier les formes urbaines,
mais de libérer des potentiels d’évolution,
présents sous nos yeux et sous nos pieds.
Comme
le rappelle le bilan carbone de la Ville, toute action humaine
est émettrice de carbone localement et/ou à des
milliers de km. La prise en compte de cette globalité implique
de changer de paradigme, d’adopter une pratique plus souple
et moins dogmatique où l’atteinte d’objectifs
par exemple énergétiques dans la construction ou
la réhabilitation de bâtiments doit être aussi
considérée du point de vue des émissions
de gaz à effet de serre. Une opération doit pouvoir
être considérée en tenant compte de son environnement,
de ses voisins. Privilégier la performance carbone doit
s’imposer.
Agir, c’est considérer ce qui est là comme
une ressource, et ce que l’on va réaliser, comme
une ressource pour le déjà là. Paris
aujourd’hui, c’est 2 190 327 habitants, une superficie
totale de 105 km²
y compris les bois, traversée par 1 700 km de voies. Ce
sont aussi 127 000 bâtiments, 121 millions de m2 construits,
105 000 arbres d’alignements, 2 500 hectares d’espaces
verts et 3 200 hectares de toitures, dont 460 végétalisables.
10 % du territoire parisien fait aujourd’hui l’objet
d’opérations de rénovation urbaine qui constituent
autant d’opportunités pour continuer à introduire
de nouvelles manières de penser et produire la ville. Mais
c’est surtout la ville existante qui doit évoluer
: plus de 90 % des immeubles de 2050 sont déjà bâtis,
et les espaces publics font leur mutation vers davantage de résilience.
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La
trajectoire carbone pour atteindre la neutralité en 2050
©
Mairie de Paris
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Tirer parti de l’existant |
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Les
émissions de gaz à effet de serre peuvent varier
de 1 à 5 entre une réhabilitation et une construction
neuve. Pour cette raison simple, il convient de tirer parti au
maximum de l’existant en évitant autant que possible
l’acte de démolition. S’appuyer sur la flexibilité
des programmes, pouvoir transformer des bureaux en logements,
et vice-versa, des crèches en équipements à
destination des personnes handicapées, ou de tout simplement
ne pas détruire de logements comme cela a été
le cas pour la Tour Bois le Prêtre constituent des pratiques
à privilégier. |
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Paris
au fil des siècles s’est reconstruite sur elle-même,
avec ses propres matériaux. C’est avec cette histoire
qu’il s’agit de renouer car si aujourd’hui,
le réemploi des matériaux ou leur recyclage peuvent
être des thèmes plus ou moins traités dans
certains chantiers, ils ne sont que rarement intégrés
dès la conception. Ce qui à première vue
pourrait relever du bon sens constitue en fait aujourd’hui
encore de l’innovation dans le contexte très normé
de la construction : il est toujours plus simple de considérer
la matière comme un déchet plutôt que comme
une ressource puisqu’à ce moment-là, il faut
pouvoir la stocker en attendant de lui trouver un exutoire ; le
recyclage même de la matière coûte encore aujourd’hui
moins cher que le réemploi. Autant de freins à lever
pour favoriser l’utilisation de cette matière présente
en favorisant le développement de filières adaptées. |
Tour
Bois le Prêtre (XVIIe)
L’opération
de réhabilitation de la tour de logement Bois-le-prêtre
a été réalisée en 2009, il s’agit
de la 2ème opération de réhabilitation thermique
de cet ensemble, la première datait des années 1990
dans le cadre des financements Palulos. La réhabilitation
de 2009 consiste à proposer une alternative à la
solution standard de l’ETICS - isolation thermique extérieure
sous enduit - déjà employée lors du précédent
chantier de réhabilitation grâce à l’adjonction
de modules préfabriqués sur toutes les façades
permettant la création de jardins d’hiver pour tous
les logements. Le projet profite de la souplesse structurelle
du bâtiment d’origine pour réaliser une amélioration
de la qualité d’usage des logements. Ainsi un programme
complet de réhabilitation a pu être mené sans
isolant thermique, la qualité de l’habitat a été
modifiée par l’ajout de nouveaux espaces de vie.
Ce programme complet permet d’éviter une opération
de démolition / reconstruction au coût carbone toujours
plus élevé que ceux de la réhabilitation.
Tour
Bois le Prêtre (XVIIe),
Équerre d’argent 2011 (Druot et Lacaton & Vassal)
©
Apur |
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Morland
Mixité Capitale
Centre
Morland, IVe, David Chipperfield
© Olivier Riss
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L’opération
Morland Mixité Capitale, l’un des sites
de la première saison
de
Réinventer
Paris, constitue un autre exemple de valorisation du patrimoine
bâti en prévoyant la réhabilitation de l’ancien
centre administratif de 40 000 m² avec 11 usages différents
: 199 logements sociaux ou privés (15 000 m²), un
hôtel de 161 chambres avec bar et restaurant (10 600 m²),
une auberge de jeunesse de 404 lits (4 150 m²), un marché
alimentaire (500 m²), une crèche (800 m²), une
piscine-fitness (1 750 m²), des bureaux (9 170 m²),
un espace artistique (300 m²), des locaux commerciaux (1
000 m²) et des espaces dédiés à l’agriculture
urbaine en toiture.
Le
projet transforme ainsi le bâtiment en intégrant
une diversité programmatique qui va optimiser l’usage
des espaces, avec un objectif ambitieux de réemploi de
l’existant.
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Paris Habitat réalise sur le site de la caserne de Reuilly
une opération d’aménagement comprenant 600
nouveaux logements issus de la transformation de bâtiments
existants et de la construction de nouveaux bâtiments, des
équipements et un nouveau jardin public.
L’existence d’équipements et de matériaux
qualitatifs présents sur le site a poussé l’équipe
de maîtrise d’ouvrage à intégrer le
réemploi dans le projet, démarche facilitée
par l’ampleur des réalisations programmées.
Pour
cela, un inventaire des matériaux réemployables
a été réalisé par Rotor, l’AMO
réemploi retenu, ce qui a abouti à l’intégration
in situ de certains matériaux dans les nouveaux projets
: portes de placards réutilisées, cloisons de blocs
sanitaires transformées en plans de travail, pavages... |
Caserne
de Reuilly (XIIe)
Caserne
de Reuilly (XIIe)
© Christophe Jacquet – Mairie de Paris
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Massifier
la réhabilitation du stock |
Optimiser
la rénovation du bâti ?
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Adapter
les exigences de réhabilitation aux typologies bâties
La
performance énergétique et la neutralité
carbone d’un territoire sont des objectifs globaux. La
question posée est de savoir comment traduire ces ambitions
macroscopiques à l’échelle d’un programme
de réhabilitation d’un bâtiment donné.
Certains bâtiments sont très peu performants thermiquement
mais facilement transformables et adaptables. On pense en particulier
aux ensembles des trente-glorieuses qui ont été
construits à une époque où les considérations
énergétiques étaient totalement absentes
des préoccupations des concepteurs. De plus les considérations
patrimoniales qui pèsent sur ces bâtis sont moins
souvent contraignantes que sur le bâti d’avant-guerre
et donc les solutions d’interventions par l’extérieur
peuvent être envisagées.
Dans
de nombreux cas, les bâtiments des trente-glorieuses représentent
un gisement d’économie important. L’objectif
de 50 kWh / m² - objectif basse consommation -
est très souvent envisageable sur ce parc. Les espaces
libres parfois importants qui accompagnent les grands ensembles
permettent une large palette d’interventions - interventions
sur la toiture, sur les façades qui peuvent être
épaissies – double peau –, et/ou rendues
productives – ÉNRR, agriculture urbaine - qui facilite
l’atteinte d’objectifs ambitieux.
À
l’inverse, dans les tissus historiques parisiens, les
modes d’interventions et les objectifs doivent être
pensés différemment.
Des
gains différenciés pour la rénovation thermique
selon les typologies bâties.
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Rapport
entre la surface de murs intérieurs - ou aveugles -
et la surface totale de murs
©
Apur
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Les
façades sur rue revêtent souvent un caractère
patrimonial, facteur limitant pour l’isolation thermique
extérieure. En revanche sur cour, les façades sont
généralement peu ornementées et peu épaisses
: les murs les plus fins rencontrés à Paris avoisinent
les 13 cm, lorsqu’une ossature métallique a été
employée ; elles se prêtent aisément à
l’isolation extérieure. À Paris, on fait le
constat que dans les tissus historiques, l’isolation extérieure
sur cour représente un gisement très important.
Par exemple, dans les typologies haussmanniennes, 60 % du linéaire
de façade se retrouve sur cour contre 40 % sur rue. Dans
les typologies plus anciennes de l’Ancien Régime,
on peut atteindre 75 % de linéaire sur cour.
Au-delà de ces considérations quantitatives, les
considérations qualitatives sur la nature des matériaux
d’isolation interviennent également. Les matériaux
ayant les meilleures analyses en cycles de vie sont les plus adaptés
à la réhabilitation du bâti.
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Rue
Quincampoix (Ier) : Le rapport vaut 75 % pour les typologies de
l’Ancien Régime |
Rue
St Vincent de Paul (Xe) : 60 % pour les typologies haussmanniennes
triangulaires |
Surfaces
de murs à Paris selon les types (APUR, 2018)
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Les
gains liés aux rénovations au fil de l’eau
- chaudières, vitrages, ventilations - appliquées
à l’ensemble du corps bâti de Paris entraînent
une baisse importante de consommation.
Conjuguées
avec des travaux ciblés et adaptés - isolation
extérieure des murs des cours et des pignons des bâtiments
résidentiels, bouquet de travaux plus ambitieux sur la
typologie 1949-75, la plus énergivore -, un exercice
de modélisation a montré que les consommations
liées au chauffage de ces bâtiments pouvaient ainsi
être divisées par 21.
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Utiliser
des matériaux privilégiant la performance carbone |
La
réhabilitation thermique du bâti existant souffre
encore aujourd’hui de nombreuses difficultés et dans
bien des cas les gains énergétiques escomptés
par les opérations sont décevants par rapport aux
attentes initiales.
Exemples
de désordres générés sur
des bâtiments de faubourgs par l’application du triptyque
polystyrène — double vitrage — VMC
rue du temple (IVe) / rue Saint-Denis (IIe)
©
Apur
Réinterroger
la performance énergétique
La
logique réglementaire encadrant les pratiques de la réhabilitation
thermiques a porté jusqu’à aujourd’hui
sur le seul critère de performance énergétique.
Ce critère apparaît de plus en plus comme insuffisant
et l’impérative nécessité de réduire
l’empreinte carbone des villes invite à réinterroger
notre façon d’apprécier les dispositions réglementaires
et incitatives.
L’objectif
de neutralité carbone fait rentrer dans l’évaluation
des projets le contenu carbone de la matière employée,
notamment les matériaux d’isolation thermique. Lorsque
seule compte la performance énergétique, alors le
marché de la réhabilitation se concentre autour
des isolants thermiques dérivés du pétrole
comme les polystyrènes graphités qui ont sur le
papier les meilleures performances. Lorsqu’intervient une
comptabilité carbone globale, le coût carbone de
production des matériaux doit être intégré
mais aussi le coût de transport, la durée de vie
du matériau et le coût carbone de son démantèlement.
Dans cette logique de coût global ou analyse de cycle de
vie des matériaux, d’autres filières sont
valorisées comme les filières locales de matériaux
biosourcés.
L’introduction du label E + C- a pour vocation la prise
en compte de l’analyse de cycle de vie des matériaux
dans l’évaluation de la conformité thermique
des bâtiments. Ce nouveau dispositif est également
censé se répercuter sur la réglementation
thermique appliquée à l’existant.
Des
matériaux biosourcés davantage en accord avec les
pratiques de réhabilitation de l’ancien
Les
plus gros déboires recensés dans les pratiques de
la réhabilitation sont consécutifs de la volonté
d’appliquer partout et tout le temps une solution unique
à tous les types de bâtiments quels qu’ils
soient. Le triptyque isolant polystyrène, double vitrage
et ventilation mécanique contrôlée (VMC)
a ainsi été décliné dans tous types
de bâtiments sans autres considérations. Les plus
grandes difficultés ont été constatées
dans l’habitat traditionnel. Cet habitat, fait de matériaux
tel le bois, le plâtre ou le calcaire, est fortement incompatible
avec les isolants synthétiques étanches, tel le
polystyrène, et des désordres pouvant aller jusqu’à
l’insalubrité ont été produits par
des solutions dites universelles de réhabilitation.
L’introduction de critères relevant de l’analyse
du cycle de vie (ACV) permet de valoriser des matériaux
naturels tels les isolants bio-sourcés qui sont à
même de constituer des solutions pérennes pour la
réhabilitation du bâti.
Construction
neuve
À
Paris, l’emploi de matériaux bio-sourcés locaux,
tel le bois, la paille, le chanvre émergent des opérations
de constructions neuves. Le béton de chanvre apporte à
la fois des qualités d’isolation thermique mais aussi
une bonne inertie utile au confort d’été,
et une capacité à évaporer l’eau contenue
dans sa masse également utile au confort estival. Une approche
multicritère reposant notamment sur l’ACV permet
de valoriser ce type de filière de matériaux bio-sourcés. |
École
maternelle des Boutours à Rosny-sous-Bois, un exemple de
bâtiment passif intégrant les principes bioclimatiques,
le recours à des matériaux biosourcés locaux
- bois-paille -, et de l’agriculture urbaine en terrasse.
Architectes de la Ville de Rosny sous Bois (Emmanuel Pezrès,
directeur de projet). ©
Jeanmoulinrosny |
Exploiter
les ressources énergétiques locales |
Un
plan local Énergie (PLÉ) pour Paris
Des
gisements d’ÉNR & R ont été documentés
dans l’étude Plan Local Énergie. L’évaluation
des gisements de géothermie de minime importance et solaire
devrait être approfondie dans le courant de l’année
2019.
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Le
plan climat parisien s’est fixé comme objectif
pour 2050 un approvisionnement à 100 % en énergie
renouvelable et de récupération (ÉNR &
R), dont 20 % produits sur le territoire parisien. La déclinaison
de cet objectif à l’horizon 2030 vise un mix énergétique
composé de 45 % d’ÉNR & R dont 10 %
seront produits localement. L’atteinte de cet objectif
implique une réduction de la consommation énergétique
de 35 % en 2030 et de 50 % en 2050 par rapport à 2004,
un verdissement progressif et intégral des réseaux
énergétiques approvisionnant Paris, mais aussi
une forte mobilisation de l’ensemble des gisements locaux
disponibles :
-
la
géothermie
: la température du sous-sol augmente avec la profondeur.
La géothermie valorise cette énergie qui peut
alimenter les bâtiments pour leurs besoins de chauffage
et de rafraîchissement. À Paris, la géothermie
dite ouverte offre le plus grand potentiel. Elle
pompe l’eau chaude du sous-sol - jusqu’à
200 m -, en extrait les calories avant de la réinjecter
dans la même nappe ;
-
le
solaire : l’énergie solaire permet de produire
de l’eau chaude et de l’électricité.
Les panneaux sont montés sur des supports puis inclinés
sur les toits plats ou intégrés dans la pente
des toitures inclinées. La quantité de panneaux
solaires installée peut être dimensionnée
selon les besoins des occupants du bâtiment avec le
développement de l’autoconsommation. Pour les
immeubles à très grandes surfaces de toitures,
la totalité de l’espace peut être consacrée
à la production solaire avec l’implantation de
centrales solaires. L’énergie produite a vocation
à être redistribuée aux alentours ou sur
le réseau d’électricité ;
-
la
valorisation des eaux grises
: les eaux grises sont les eaux usées des bâtiments
: vaisselle, douches, lave-linge. La performance énergétique
des bâtiments suppose d’endiguer les gaspillages
à tous les niveaux. Ainsi cette eau grise souvent chaude
déversée dans les égouts équivaut
à rejeter de l’énergie en pure perte.
La valorisation des eaux grises consiste de manière
optimale à récupérer les calories avant
le départ à l’égout par un échangeur
thermique très simple en lien avec l’arrivée
d’eau installé dans l’immeuble où
à l’intérieur des égouts pour approvisionner
des équipements comme les piscines pour lesquels les
besoins en calories sont importants ;
-
l’éolien
: dans des lieux bien exposés, les éoliennes
peuvent participer à l’indépendance énergétique
du territoire soit pour une production ponctuelle d’électricité
soit pour remonter de l’eau de pluie stockée
en pied d’immeuble.
Secteur
Kellerman-Paul Bourget, restructuration du quartier, logements
sociaux,
architecte KOZ © Apur – Arnauld
Duboys Fresney
Vers
une hybridation du système énergétique
La
valorisation croissante de l’exploitation des ressources
locales doit permettre d’hybrider l’approvisionnement
énergétique, aujourd’hui massivement le
fait des grands réseaux énergétiques :
95 % de l’énergie importée. Ainsi, en évitant
la sollicitation et les investissements sur ces réseaux,
c’est l’impact en carbone et en ressources qui sera
limité tout en contribuant à le rendre plus robuste
et résilient. Paul Bourget (XIIIe), catalogue de solutions
La ZAC Paul Bourget constitue un laboratoire de solutions basées
sur l’exploitation des ÉNR. Le raccordement au
réseau de chaleur de la CPCU ayant été
jugé inadapté au regard de l’absence d’autres
programmes à connecter, il a été décidé
d’expérimenter et d’assurer le suivi de solutions
basées sur la géothermie de surface couplées
à des pompes à chaleur gaz, le tout combiné
avec l’installation de panneaux solaires.
Le
premier BÉPOS, rue Guénot (11e)
En
2013, la RIVP livre le premier bâtiment de logement social
labellisé BÉPOS à Paris. Avec une orientation
peu favorable au regard du niveau de performances visées,
les prestations thermiques du bâtiment ont dû être
particulièrement soignées. Panneaux solaires thermiques,
dispositif de récupération de chaleur sur eau
grise complètent l’installation de chauffage :
chaudière gaz à condensation. Mais la complexité
d’utilisation pour atteindre les performances promises
et l’impact carbone des choix effectués encouragent
à poursuivre la quête de solutions adaptées.
7
rue Guénot, XIe, Baudouin Bergeron Architectes
© RIVP
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Grammaire
pour une ville neutre en carbone et résiliente
........Observatoire
de la ville durable
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Le troisième Plan Climat Air Énergie de Paris,
adopté le 21 mars 2018, vise à faire de Paris
une ville neutre en carbone d’ici 2050. L’Apur,
qui travaille sur les thématiques environnementales
depuis le début des années 2000 a souhaité
à partir de ses travaux sur le cadre bâti,
l’énergie, l’eau, le climat, les nouveaux
modes de fabrique de la ville, dresser des éléments
de grammaire pour contribuer à l’atteinte de
cet objectif. Tirer parti au maximum de l’existant,
massifier la réhabilitation des bâtiments,
privilégier les matériaux bas carbone, exploiter
les ressources locales, optimiser chaque m², végétaliser
et valoriser le cycle de l’eau, et mutualiser constituent
les 7 grands chapitres de cette grammaire. Autant de possibilités
pour accompagner l’élargissement nécessaire
des documents réglementaires vers un cadre carbone
climat.
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L’Apur, Atelier parisien d’urbanisme,
est une association loi 1901 qui réunit autour de
ses membres fondateurs, la Ville de Paris et l’État,
les acteurs de la Métropole du Grand Paris.
Grammaire
pour une ville neutre en carbone et résiliente
Directrice de la publication : Dominique Alba
Étude réalisée par : Paul Baroin, Julien
Bigorgne, Olivier Richard
Sous la direction de : Paul Baroin et Olivier Richard
Cartographie et traitement statistique : Apur
apur.org |
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