Peut-on réellement réduire l’impact carbone de son bâtiment grâce à l’économie circulaire ?

Le concept d’économie circulaire implique que les constituants usagés issus d’un bâtiment ne deviennent jamais des déchets, et soient, au contraire, régénérés via des cycles biologiques (en vert) ou techniques (en bleu).

économie circulaire upcyclage Cradle to Cradle immobilier

Appliqué au monde du bâtiment, cette démarche implique 2 choses :

En amont, éco-concevoir le bâtiment selon le concept de banque de matériaux,

En aval, lors de la phase d’exploitation, gérer les ressources du bâtiment afin qu’elles soient remployées ou upcyclées en fin d’usage ; c’est ce qu’on appelle le Ressource Management.

Ces nouveaux concepts de banque de matériaux, ressource management ou upcyclage sont majeurs pour réussir la transition de l’immobilier vers l’économie circulaire, mais il faut aussi y associer 2 autres concepts extrêmement importants : les indicateurs de circularité et l’intelligence artificielle. Nous verrons par la suite pourquoi.

Qu’entend-on par bâtiment circulaire (ou Circular Ready) ?

75% à 85% des constituants d’un bâtiment sont remplacés durant sa vie

On estime qu’entre 75% et 85% des constituants d’un bâtiment de type tertiaire sont remplacés pendant sa durée de vie, et, pour certains d’entre eux, plusieurs fois.

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On peut donc considérer un bâtiment comme un métabolisme qui évolue lentement, et dont il est important de récupérer les constituants après usage, pour qu’ils soient sources de revenus via leur réemploi, leur réutilisation ou leur upcyclage… plutôt que de déchets.

Pour récupérer ces constituants il est nécessaire de concevoir un bâtiment circulaire comme une « banque de matériaux », ce qui implique que :

Le système constructif du bâtiment est pensé pour être le plus démontable possible afin de déposer, à moindre coût, les constituants usagés,

Les constituants sont sélectionnés pour leurs performances en matière de non-toxicité et d’upcyclabilité, c’est-à-dire qu’ils sont eux-mêmes éco-conçus pour être facilement démontables et avec des matières saines et faciles à upcycler (la certification « Cradle to Cradle » apporte des garanties dans ce domaine),

Ces constituants sont caractérisés par des passeports circulaires qui vont recenser des informations relatives aux constituants, et qui rendront possible leur réutilisations/upcyclages ultérieurs grâce à l’opération de « ressource management ».

Le Passeport Circulaire : la brique de base du bâtiment circulaire

La banque de matériaux s’appuie sur un concept innovant qui vient d’être intégré dans la version 4 des critères Cradle to Cradle : le Passeport Circulaire (« material passport » en anglais).

Le passeport circulaire est la fiche d’identité d’un produit. Il décrit généralement :

Sa composition, au niveau de ses composants et des matériaux constitutifs de ces composants,

Sa période d’usage, c’est-à-dire la période au-delà de laquelle le produit est détérioré au point de devenir un déchet et perdre toute valeur résiduelle,

Ses prochaines vies possibles, qu’il s’agisse de réemploi, réutilisation, upcyclage, recyclage, s’il s’agit d’un prochain cycle technique, ou de compostage, s’il s’agit d’un cycle organique,

D’autres informations utiles telles que son empreinte carbone, sa part en matière recyclée, ou des notices de maintenance ou de démontabilité pour faciliter sa dépose en fin d’usage, …

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Appliqué à un bâtiment, ce concept permet de caractériser ses gisements de produits constituants. Les informations contenues dans les passeports permettront de mesurer l’empreinte carbone du bâtiment, son degré de circularité ou de non-toxicité, ou de favoriser le Ressource Management qui permettra, en exploitation, de récupérer la valeur résiduelle économique des produits usagés du bâtiment en cas de réemploi ou d’upcyclage.

Exemple : le passeport circulaire par la plateforme myUpcyclea.

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Pourquoi la distinction entre recyclage et upcyclage est-elle si importante ?

Le mot anglais Upcycling a été proposé au milieu des années 1990 par Reiner Pilz. Il a ensuite été repris par William McDonough et Michael Braungart dans leur ouvrage « Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things » paru en 2002, puis développé dans « The Upcycle » paru en 2013.

L’upcyclage ou upcycling est l’action de récupérer des matériaux ou des produits dont on n’a plus l’usage afin de les transformer en matériaux ou produits de qualité ou d’utilité égale ou supérieure. On recycle donc « par le haut », sans détruire de la valeur.

Cette notion de maintien ou création de valeur est fondamentale quand on parle d’économie circulaire dans la mesure où le financement d’un cycle (organique ou technique) dépend de l’existence d’un modèle économique rentable et résilient. L’existence d’un tel modèle implique plusieurs choses :

Considérer que tout est ressource, que la notion de déchet n’existe pas (comme dans la nature), et que ces ressources ont une valeur résiduelle en fin d’usage,

Caractériser ces ressources dès la conception car c’est leur connaissance qui permettra d’identifier le meilleur écosystème pour les régénérer ou les réutiliser,

Partir du besoin plutôt que du gisement pour constituer de tels écosystèmes car c’est le besoin, donc le marché, qui financera la boucle,

Identifier la meilleure chaine logistique possible, au niveau coût, efficacité et empreinte carbone, afin que la ressource régénérée ou réparée corresponde au standard de qualité attendu par le besoin/marché.

La frontière entre l’upcyclage et le recyclage est parfois ténue car tous les deux visent, du moins théoriquement, à réintroduire de la matière usagée dans le cycle de production d’un produit. En pratique le recyclage est souvent source de destruction de ressource et de valeur par exemple via le stockage de terre en carrières, la production d’énergie par incinération, le « sous-cyclage » de plastiques ou l’exportation de matières vers des pays à bas coût de traitement.

Lorsque l’on constate que nous dépensons, en Europe, environ 95 milliards d’euros pour le traitement de nos déchets, et que seulement 9% des déchets recyclés sont effectivement réinjectés dans les processus de production (source Marketsandmarkets, 2015), on comprend à quel point l’upcyclage est l’avenir du recyclage.

Le Ressource management, le nouveau concept qui révolutionne le monde de l’immobilier !

Sur cinquante ans, le coût des rénovations au sein du bâtiment représente plus de 3 fois son coût matière de construction initial :

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Par conséquent, il est raisonnable de vouloir transformer tous ces coûts en économie, voire en nouveaux revenus, puisque les produits qui constituent un bâtiment possèdent une valeur marchande. Plutôt que de payer pour se « débarrasser » de ses ressources usagées en les confiant à un gestionnaire de déchets, le propriétaire du bâtiment gagnera à les gérer afin d’en récupérer la valeur résiduelle en fin d’usage.

C’est ce que propose l’économie circulaire et le concept de « ressource management ».

Le Ressource Management consiste à identifier des écosystèmes d’acteurs et de ressources qui vont permettre de régénérer les constituants usagés d’un bâtiment selon un modèle circulaire d’upcyclage ou de réutilisation.

La notion d’écosystème est inspirée de la nature et consiste à connecter 3 parties prenantes :

1) Les propriétaires de bâtiments qui constituent des gisements de ressources usagées (caractérisées par des passeports circulaires),

2) Les acteurs de la transformation, dont le rôle sera de constituer une chaine logistique capable de satisfaire les besoins des clients, en termes de qualité, de coûts et de conditions d’approvisionnement.

3) Le marché des clients ayant des besoins en constituants réutilisables ou en matières premières secondaires,

Pour fonctionner correctement, le concept de Ressource Management s’appuie généralement sur des logiciels numériques (souvent appelés « matériauthèques circulaires ») qui permettent de saisir et d’exploiter les informations caractérisant les ressources, les besoins et les acteurs, pour en déduire des écosystèmes rentables et économes en CO2.

Mode de fonctionnement de la plateforme circulaire myUpcyclea

Comment produire des indicateurs circulaires dans le bâtiment ?

La meilleure façon de produire des indicateurs pragmatiques et pertinents, c’est de s’appuyer sur les information associés aux produits qui vont constituer le bâtiment… et donc d’exploiter les données des passeports circulaires. Il est ainsi possible de produire 4 types d’indicateurs, calculés à partir de ces données :

1- L’empreinte carbone du bâtiment

2- Le degré de pureté (non-toxicité) du bâtiment

3- Le degré de circularité du bâtiment

4- La valeur résiduelle économique du bâtiment

Il est clair que la qualité des données saisies dans les passeports sera prépondérante, en particulier la connaissance des matériaux qui composent les produits par les fabricants eux-mêmes. Ce qui ce n’est pas si fréquent. Le référentiel Cradle to Cradle jouera donc un rôle majeur, dans la mesure où son processus de certification exige du fabricant de connaître 100% de la composition du produit, de ne contenir aucune substance toxique, de connaître son impact carbone, ainsi que, au niveau du processus de production, de connaître son mix énergétique et son impact sur l’eau et l’humain.

Par exemple, la plateforme myUpcyclea propose une caractérisation des passeports, grâce à des pictogrammes qui visent à garantir la qualité des informations saisies.

1 – L’empreinte carbone du bâtiment

L’empreinte carbone mesure les émissions de gaz à effet de serre provenant de sources anthropiques. Cet indicateur met en évidence l’empreinte carbone due à l’étape de fabrication (en tenant compte de l’extraction des matières premières et de la fabrication) des produits et matériaux composant les gisements d’un bâtiment (ou d’un parc immobilier).

Indicateur « empreinte carbone » de la plateforme myUpcyclea

Ce type d’indicateur permet de mesurer l’empreinte CO2 du bâtiment à un instant donné, et de mesurer les progrès au fur et à mesure des réhabilitations successives du bâtiment.

2 – Le degré de pureté (non-toxicité) du bâtiment

Cet indicateur de santé des matériaux est basé sur le label Cradle to Cradle (C2C), pour lequel la non-toxicité est l’un des 5 critères analysés, avec la circularité du produit, la consommation énergétique et la gestion du carbone, la gestion de l’eau et l’équité sociale. Outre les matériaux certifiés C2C, cet indicateur est capable d’exploiter les passeports de produits non certifiés, mais présentant un potentiel Cradle to Cradle.

Indicateur « non-toxicité » de la plateforme myUpcyclea

3 – Le degré de circularité du bâtiment

L’indicateur de circularité est le résultat d’une opération qui prend en compte à la fois les vies précédentes des matériaux intégrés dans les produits considérés et les prochaines utilisations possibles de ces gisements. Les équations qui calculent le degré de circularité doivent intégrer la capacité de désassemblage des produits, la part de matériaux recyclés intégrés dans les produits, ainsi que les prochains usages concrètement envisagés.

Indicateur « circularité » de la plateforme myUpcyclea

4 – La valeur résiduelle économique du bâtiment

La valeur résiduelle économique représente le revenu qui pourrait être généré par la gestion circulaire des gisements du bâtiment. Elle tient compte de la valeur du matériau à la fin de la période d’utilisation et comprend le coût supplémentaire de l’élimination propre, ainsi que les économies associées à une gestion moindre des déchets.

Indicateur « valeur résiduelle » de la plateforme myUpcyclea

Dans le tertiaire, la valeur résiduelle moyenne est comprise entre1 % et 14% du coût matière de construction initial. Cette valeur sera d’autant plus élevée que le bâtiment aura été réhabilité ou construit selon le concept « banque de matériaux ».

Comment l’intelligence artificielle pourrait sauver le monde ?

Quand on pense intelligence artificielle, on pense inévitablement à tous ces films de science fonction qui nous prédisent une domination du monde par des robots autonomes et surpuissants, controlés par une intelligence artificielle supérieure.

Autant la robotique le permettrait, autant l’IA, malgré les progrès considérables qu’ont rendu possible la quantité de données disponible sur internet et la puissance des puces de NviDia ou Google, est loin d’être une IA Généralisée, c’est à dire une intelligence équivalente à celle de l’être humain. N’en déplaise à Elon Musk les auto-pilotes sont aussi « intelligents » qu’un conducteur ivre et la résolution de ce problème est d’une complexité exponentielle actuellement hors de portée. C’est d’ailleurs le constat que fait Eric Julia à propos de Siri, dont il est pourtant le créateur.

Par contre, combiner l’intelligence humaine et l’intelligence artificielle est une voie d’avenir qui est de plus en plus appliquée. Par exemple, le taux d’erreur de l’intelligence humaine dans l’analyse d’un scanner médical est de 3,5%, et celle d’une intelligence artificielle de 7,5%. Mais en les combinant ce taux d’erreur tombe à 0,5%.

Cette approche est particulièrement intéressante dans le champ systémique de l’économie circulaire. Nous sommes en effet confrontés à une complexité d’informations et d’acteurs qui concernent tout les pans du vivant et de notre économie, dans la mesure où tout est ressource et tout se transforme. La nature a eu besoin de plusieurs millards d’années pour se constituer en cycles et en écosystèmes ; les derniers chiffres du GIEC nous montrent à quel point il y a urgence à imiter la nature si nous voulons éviter un effondrement dramatique.

La plateforme d’économie circulaire la plus avancée dans ce domaine est myUpcyclea.  Elle utilise différentes technologies d’IA qui permettent d’assister le Ressource Manager dans la constitution des écosystèmes et dans le calcul de la valeur résiduelle des constituants d’un bâtiment.

Une des technologies s’appuie sur de l’IA symbolique basée sur des règles d’inférence qui restituent les 12 ans d’expertise d’Upcyclea (ex-EPEA France) en matière de Cradle to Cradle et d’upcyclage des matériaux. Ces règles permettent non seulement d’associer des gisements à des besoins et à des transformations, mais aussi, d’associer des gisements d’un bâtiment aux entrées de tables dont les données permettent de calculer la valeur résiduelle de ces gisements, à l’instant t ou cumulée sur 30 ans. Le écosystèmes et les modèles économiques résultants rendent possible une régénération des ressources à grande échelle.

Une autre technologie s’appuie sur de l’IA statistique, à base de réseaux de neurones récurrents à mémoire qui exploitent les retours d’expérience en matière d’écosystèmes positifs, ce qu’on appelle pompeusement le Deep Learning. Cette technologie a cependant besoin d’un nombre croissant de données qualifiées pour atteindre son plein potentiel. Compte tenu du nombre croissant de bâtiments circulaires construits en France, et dont les gisements sont caractérisés par des passeports circulaires, on ne peut être qu’optimiste.

C’est pourquoi, il est raisonnable de penser que l’intelligence artificielle peut, non seulement, nous aider à régénérer nos ressources, mais aussi à transformer un monde linéaire sans avenir, en un monde circulaire basé sur la coopération, la qualité et une création de valeur tant environnementale qu’économique.

 


Au sujet de l’auteur : Eric Allodi est DG de la société Upcyclea spécialisée dans les plateformes intelligentes et les services dédiés à l’économie circulaire. Ingénieur informatique, diplômé du MIT en Intelligence Artificielle, il a créé le département Cybersécurité d’IBM Global Services, a dirigé la direction Risk Management de Bouygues Telecom et a représenté la France à l’OTAN dans le domaine des systèmes ouverts.

Expert en économie circulaire et en Cradle to Cradle depuis 2007, il est également spécialiste en philosophie intégrale, en méditation, en intelligence collective et en Holacracy.



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