Les produits de construction en terre cuite constituent le meilleur choix pour les constructions et leurs habitants.

Que ce soit d'un point de vue écologique, économique ou social, les produits de construction en terre cuite constituent une option durable et ont des analyses de cycle de vie favorables avec un impact sur l’environnement comparativement faible. Ils sont généralement fabriqués dans des usines modernes et décentralisées, faibles consommatrices d'énergie primaire et équipées d'installations permettant de réduire les émissions. Grâce à leurs bonnes performances thermiques, les produits de construction en terre cuite participent à la limitation de l'impact des bâtiments sur l'environnement.

Les produits de construction en terre cuite ont une très grande longévité, requièrent peu ou pas d’entretien et contribuent à réduire les coûts de chauffage et de climatisation ; ils offrent donc une rentabilité économique optimale. Ces atouts font que les bâtiments fabriqués avec des produits de construction en terre cuite ont un bilan CO2 très positif tout au long de leur durée de vie. Enfin et surtout, ils participent à créer une flexibilité dans l’usage du bâtiment et fournissent des conditions de vie et un climat intérieur excellents grâce à leur structure poreuse, leur masse et leur haute résistance au feu et à l’humidité.

Coût environnemental

L'évaluation économique d'un bâtiment devrait tenir compte de la totalité du cycle de vie, c'est-à-dire, des coûts supportés pour l'investissement, l'entretien et le chauffage, ainsi que pour le démontage et le recyclage des matériaux.

Les analyses du coût du cycle de vie des constructions en briques de terre cuite donnent des résultats très positifs (voir par exemple, D-A-CH Ökobilanz Ziegel, Dr. Manfred Bruck, 1996). Les murs monolithiques en briques et les murs creux (comportant une isolation en laine minérale) présentent des coûts de cycle de vie peu élevés grâce à leur très faible besoin d'entretien et à leur capacité à être démontés et recyclés. Les coûts de cycle de vie plus élevés concernent souvent les murs ayant une isolation externe à renouveler un certain nombre de fois au cours de la durée de vie du bâtiment.

Les coûts du cycle de vie sont très liés à l'énergie de chauffage consommée par un bâtiment ; ils sont donc également influencés par le type d'énergie utilisé, qu'il s'agisse de l'électricité, du mazout, du gaz naturel, de l'énergie renouvelable ou du chauffage collectif.

Coûts d'investissement

Il est souhaitable d'optimiser les coûts totaux du cycle de vie et il n'est pas cohérent d'étudier les postes séparément les uns des autres. En termes de mise de fonds initiale, la construction d'un bâtiment peut être plus coûteuse qu'une autre, mais analysée en termes de cycles de vie respectifs – en prenant en compte l'entretien et les réparations – le résultat change de manière significative.

Les murs en briques de terre cuite en sont un bon exemple : leur construction requiert (du moins dans certains pays) un plus grand investissement que, par exemple, pour les murs pleins comportant une isolation externe en polystyrène. Mais ils ont une durée de vie très longue (au moins 100 ans) avant que des réparations importantes ne soient nécessaires. Par contre, l'isolation externe en polystyrène a une durée de vie limitée (environ 30 ans) avec des coûts supplémentaires qui seront supportés plusieurs fois pour le renouvellement de l'isolation. Les coûts du cycle de vie sont donc inférieurs dans le cas des murs en briques de terre cuite.

Les coûts d'investissement des tuiles en terre cuite doivent être amortis sur leur durée de vie qui est d'une centaine d'années.

Coûts d'entretien

Les coûts d'entretien des murs construits en briques de terre cuite sont généralement très faibles car ils requièrent peu d'entretien au cours de leur très longue durée de vie.

Dans le cas des murs crépis, le seul entretien régulier nécessaire est la peinture qui peut devoir être refaite au bout de 30 ans selon l'orientation du bâtiment. Au bout de 50 à 60 ans, le mur doit être complètement recrépis. En règle générale, les murs en briques de terre cuite ne demandent aucun entretien ou réparation au cours de leur très longue durée de vie et ils sont très durables et résistants à la pollution de l'environnement. Même lorsque les murs en briques de terre cuite comportent une isolation externe supplémentaire, ils ne requièrent aucun entretien ou réparation. Les seuls coûts supportés seront le renouvellement, à intervalles spécifiques, de l'isolation externe. Celle-ci a généralement une durée de vie plus courte que celle du mur en briques de terre cuite et elle doit être renouvelée à des intervalles spécifiques, selon l'orientation du bâtiment et le type d'isolation utilisé.

L'entretien des tuiles est facile et peut être planifié. Il consiste à brosser les débris de végétaux et à remplacer les tuiles cassées du toit qui est facilement accessible.

Frais de chauffage et de climatisation

Les coûts de chauffage et de climatisation supportés au cours de la durée de vie d'un bâtiment résidentiel sont importants. Il ne s'agit pas seulement de considérations financières, mais également du besoin de réduire les émissions de CO2 des systèmes de chauffage résidentiels – considérés par les États membres de l'Union Européenne comme un élément important pour satisfaire aux objectifs de Kyoto.

Les coûts de chauffage sont directement liés à l'énergie consommée par un bâtiment, qui est elle-même influencée par de nombreux facteurs, dont:

• La localisation du bâtiment / le climat
• la géométrie du bâtiment (dimensions, forme, ratio volume/surface)
• la performance thermique de l'enveloppe du bâtiment (valeurs U)
• l'inertie thermique (capacité thermique à exploiter les apports énergétiques)
• la ventilation
• l'efficacité du système de chauffage
• le nombre d'occupants et leur mode de vie

En réalité, le choix de l'énergie (électricité, fuel, gaz naturel, énergie renouvelable telle que le bois ou le chauffage solaire et le chauffage urbain) utilisé pour le chauffage ou la climatisation peut être beaucoup plus décisif en termes de coûts de chauffage et de climatisation que le type de construction des murs. L'électricité est souvent l'énergie de chauffage la plus coûteuse. Les autres options sont le fuel, le gaz naturel, l'énergie renouvelable (bois ou autres biomasses, chauffage solaire) et le chauffage urbain. Les deux dernières possibilités sont généralement bon marché, mais cela dépend de l'emplacement et des tendances à venir.

Les nouvelles évolutions technologiques des tuiles en terre cuite réduisent les coûts de chauffage de la maison. La structure cellulaire des nouveaux panneaux de couverture en terre cuite peut isoler la maison de la chaleur en été et du froid en hiver. De nouvelles tuiles solaires sont conçues comme des capteurs qui réchauffent un fluide de transfert thermique pour produire de l'énergie renouvelable utilisable dans la maison.

Aspects environnementaux

Autrefois, le choix des matériaux de construction était souvent influencé par les simples aspects écologiques d'un produit. De nos jours, une approche plus intégrée a la préférence au moment de l'évaluation du produit.

Consommation en énergie de chauffage du bâtiment

L'image suivante montre la répartition moyenne des pertes énergétiques par les différents éléments d'une maison individuelle correctement isolée :

L'énergie consommée par un bâtiment pour le chauffage et la climatisation dépend de plusieurs facteurs :

Localisation du bâtiment / climat :
Plus le climat est froid, plus le besoin en énergie pour le chauffage est élevé, même si une réduction est possible selon l'intensité des apports solaires pendant l'année.

Géométrie du bâtiment (dimensions, forme, ratio volume/surface) :
Plus le bâtiment est petit, plus la consommation spécifique d’énergie de chauffage est élevée. Une forme simple (de préférence, un cube) et un grand rapport volume/surface (un grand volume avec une petite surface) induisent une consommation plus faible d’énergie de chauffage.

Performance thermique de l’enveloppe du bâtiment (valeurs U des murs, des fenêtres, du toit, de la cave):
Les valeurs U dépendent du mode constructif des murs. Les règlementations dans le domaine de la construction varient d’un pays à l’autre et les valeurs prescrites dépendent du climat local. Plus les valeurs U des éléments de construction extérieurs sont faibles, plus l’énergie requise pour le chauffage est faible. Il a récemment été démontré que les murs pleins en briques de terre cuite pouvaient atteindre des valeurs U aussi faibles que 0,20 W/m²K. Les murs en briques de terre cuite (double mur) et les murs en briques de terre cuite comportant une isolation supplémentaire peuvent en principe atteindre n’importe quelle valeur U prescrite en faisant varier l’épaisseur de l’isolation. Dans de nombreux pays, la tendance va à des maisons à faibles besoins énergétiques (MFBE, ayant un besoin énergétique pour le chauffage d’environ 40-60 kWh/m²a) ou même des maisons passives (MP, ayant un besoin énergétique pour le chauffage d’environ 15kWh/m²a).

Pour ces modèles énergétiques, les valeurs U suivantes sont nécessaires :

Il est important de prendre en compte les ponts thermiques (points froids), en particulier dans les maisons qui ont une consommation énergétique très faible.

Inertie thermique pour utiliser les apports énergétiques
Lorsque l’on étudie l’environnement intérieur d’un bâtiment, il est important – en particulier l’été – d’avoir une inertie thermique suffisante pour stocker l’énergie solaire absorbée par la construction (voir également les points 'Confort de vie' et 'Environnement intérieur'). L’inertie thermique a un effet direct sur l’énergie requise pour le chauffage. Les murs massifs en briques de terre cuite peuvent stocker les apports thermiques solaires et restituer l’énergie le moment venu, tandis que les constructions légères ne peuvent pas exploiter cette énergie ou seulement une petite partie.

Ventilation du bâtiment
Plus l’énergie consommée pour chauffer un bâtiment est faible, plus l’effet des pertes de chaleur par la ventilation est élevé. En ce qui concerne les maisons à faibles besoins énergétiques ou les maisons passives, cela constitue une grande part de la perte de chaleur totale (soit plus de 50%). Dans plusieurs pays, des systèmes de ventilation mécanique d’avant-garde intégrant une récupération de la chaleur sont maintenant répandus. Ces systèmes de ventilation réduisent le besoin en énergie de chauffage à une moyenne de 20 kWh/m²a et lorsqu’ils sont combinés à des murs extérieurs monolithiques en briques de terre cuite, ils peuvent atteindre les normes des maisons passives.

Efficacité du système de chauffage
La consommation énergétique totale d’un bâtiment dépend également de l’efficacité du système de chauffage. Les systèmes de chauffage électriques normaux sont les moins efficaces ; les chaudières à gaz modernes ou les pompes à chaleur ont un bon rendement.

Mode de vie des occupants
Le mode de vie des occupants a un effet important sur le rendement thermique global. Une étude a montré que la négligence et les mauvaises habitudes pouvaient tripler l’énergie requise pour chauffer un bâtiment. Une ventilation excessive, telle que des fenêtres ouvertes toute la journée même en hiver, peut réduire à néant les avantages par ailleurs liés aux mesures de rendement énergétique présentes dans la construction. Il est donc important que les occupants soient sensibilisés à l’efficacité énergétique.

Le tableau suivant donne la consommation en énergie de chauffage pour différents types de murs en briques de terre cuite d’une résidence-type de 18 appartements (voir l’image ci-dessus). Les constructions des murs ont été choisies en fonction de leur haut niveau d’isolation thermique. La consommation a été calculée avec différents ensembles de valeurs U pour les autres éléments de construction (toit, fenêtres, portes, sous-sol, etc.) – les 2 premières lignes montrent les résultats du calcul avec des valeurs U conformes aux bonnes pratiques (première ligne sans système de ventilation mécanique, deuxième ligne avec système de ventilation mécanique), la dernière ligne (« minimum ») montre les résultats avec les valeurs U les plus faibles disponibles sur le marché.

Impact des matériaux de construction sur l'environnement

L'industrie des briques et des tuiles de terre cuite a été la première dans le secteur des matériaux de construction à fournir un écobilan de ses produits. L'impact moyen sur l'environnement de 1kg de briques a été déterminé sur base de l'évaluation du cycle de vie de plusieurs usines situées dans différents pays. Les facteurs considérés comprenaient :

• la demande en ressources d'énergie renouvelable (MJ),
• la demande en ressources d'énergie non renouvelable (MJ),
• l'effet de serre (kg d'équivalent CO2),
• l'appauvrissement de l'ozone (kg d'équivalent R11),
• le photosmog (kg d'équivalent éthylène),
• l'acidification (kg d'équivalent SOx),
• la nitrification (kg d'équivalent PO43).

Les résultats montrent que les produits en terre cuite ont un faible impact sur l'environnement comparés aux autres matériaux de construction. (Voir également GBC - the green building challenge handbook -> "Building materials")

Il est également possible de déterminer l'impacte environmental par m² de construction. Basé sur des évaluations de  life-cycle assessments of several factories, the ecobalance of clay products (facing bricks, roofing tiles, clay blocks) has been established and the average ecological impact of one square meter of clay contruction in one year was determined. The results (see Dimarche HQE) show that clay products have a low environmental impact.

Evaluation du cycle de vie du bâtiment

L'un des aspects du projet d'écobilan des briques de terre cuite, qui reposait sur les évaluations du cycle de vie des usines de briques de terre cuite de plusieurs pays, était l'évaluation "de la naissance à la mort " des murs construits en terre cuite. Cela constitue une partie essentielle de l'évaluation globale du cycle de vie de l'ensemble d'un bâtiment.
Les résultats de l'évaluation des différents types de murs en terre cuite sont que :

l'évaluation écologique des bâtiments doit tenir compte du cycle de vie complet de la construction. Cela couvre :

• l'extraction des matières premières,
• la fabrication des matériaux de construction,
• la construction du bâtiment,
• la phase d'utilisation,
• l'entretien et les réparations,
• la démolition,
• la séparation et la réutilisation des déchets,
• l'enlèvement des gravats.

Le choix du système de chauffage et du type de combustible utilisé a une influence beaucoup plus importante sur l'évaluation du cycle de vie que le type de mur et sa performance thermique.

Le chauffage central produit à partir de l'incinération des déchets a le plus faible impact sur le réchauffement global tandis que le chauffage électrique a l'impact le plus élevé (mais cela dépend aussi de la méthode de production d'énergie). Le chauffage au gaz naturel et au fuel se situe entre ces deux extrêmes.

Lorsque les systèmes de chauffage sont déjà très efficaces, le potentiel de recyclage des matériaux des bâtiments devient important dans le calcul global.

Si l'on prend en compte ces points, les murs monolithiques en briques de terre cuite et les murs creux en briques de terre cuite ayant une capacité thermique suffisante obtiennent d'excellents résultats.

Les résultats sont plus ou moins indépendants du modèle d'évaluation établi.

Ecological lifecycle assessment

Le diagramme ci-dessus représente les résultats d'une évaluation écologique du cycle de vie des murs en briques de terre cuite en termes de PRG (potentiel de réchauffement global) et de CEP (consommation en énergie primaire) pour différents combustibles et systèmes de chauffage sur une période de 90 ans.

En réalité, le choix de l'énergie (électricité, fuel, gaz naturel, énergie renouvelable telle que le bois ou le chauffage solaire et le chauffage central) utilisée pour le chauffage ou la climatisation peut être beaucoup plus décisif pour l'évaluation écologique d'un bâtiment que le mode constructif des murs.

Note : ces résultats peuvent varier de manière importante d'un pays à l'autre et dépendent du type de source d'énergie qui prévaut et de l'accessibilité au chauffage urbain produit à partir de l'incinération de déchets.

Au sein du projet "Défi du bâtiment écologique", des outils d'évaluation ont été développés pour déterminer l'évaluation écologique globale du cycle de vie d'un bâtiment dans son ensemble. Ces modèles ont été mis en œuvre dans plusieurs pays (par exemple "Total Quality" certification in Austria). En France la démarche HQE est utilisée (Démarche HQE).

Les résultats de l'évaluation pour les buildings construits en briques sont très positifs.

Bilan-CO2 du bâtiment

Le tableau ci-dessous montre l’impact sur l’environnement de 1 kWh d’énergie de chauffage (selon le combustible/l’énergie utilisé(e)) (voir GBC – le guide du 'défi du bâtiment écologique) :

Les données ci-dessus, utilisées avec les valeurs de consommation en énergie de chauffage, permettent un calcul simple du bilan-CO₂ d’un bâtiment sur une période d’un an. Par exemple, si la consommation en énergie de chauffage est de 50 kWh/m²a et que la maison a une surface de 150 m² et un système de chauffage au gaz naturel, les émissions totales de CO₂ (PRG) seront de 0,263 x 50 x 150 = 1972,5 kg d’équivalent CO₂.

Comparées aux émissions de CO₂ produites par le système de chauffage d’un bâtiment, les émissions de CO₂ dues au processus de fabrication des briques de terre cuite sont très faibles. L’étude DBE de l’industrie des briques de terre cuite en Allemagne, en Autriche et en Suisse (voir GBC – le guide du défi du bâtiment écologique –> « Matériaux de construction ») présente une valeur PRG de 0,194 kg d’équivalent CO₂ par kilo de briques en terre cuite. Une maison unifamiliale de 150 m² nécessite en moyenne l’utilisation de 40 tonnes de briques ou de blocs de terre cuite qui génèreront 7.760 kg de CO₂ pendant leur fabrication. En d’autres termes, les émissions de CO₂ résultant de quatre années de chauffage sont supérieures à celles causées par la fabrication des briques.

En règle générale, une maçonnerie de briques pleines a une durée de vie moyenne d’au moins 90 ans. Si l’on répartit les émissions de CO₂ dues à la fabrication de briques sur 90 ans, la charge moyenne annuelle de CO₂ sera seulement de 86 kg de CO₂, soit 4,4% du CO₂ produit par le système de chauffage.

Aspects sociaux

Les bâtiments en terre cuite ont un effet positif sur la santé et le bien-être de leurs occupants.

Confort de vie

Les bâtiments construits en briques offrent des niveaux de confort élevés, bien que nous ayons tous notre propre définition de ce qui constitue un environnement confortable. Bien que certaines de ces idées soient difficiles à quantifier, d’autres peuvent être clairement mesurées ou testées :

• La performance acoustique / l’isolation acoustique
• Le confort thermique (température de la surface des murs, différence entre la température en surface et dans la pièce, déplacements d’air dans la pièce)
• La capacité du mur à absorber l’humidité et à la restituer dans l’air intérieur
• L’inertie thermique / le stockage de la chaleur
• Aucune émission toxique émanant de la structure du bâtiment dans l’environnement intérieur
• Des niveaux de sécurité élevés en cas d’incendie, d’inondation et de cambriolage,
• Des niveaux d’adaptabilité élevés inhérents à la conception du bâtiment.

Climat intérieur

 Le climat intérieur peut avoir un effet important sur le sentiment de bien-être et les murs en briques de terre cuite donnent de très bons résultats dans ce domaine. En raison de leurs très bonnes performances thermiques tant pour les murs pleins, les murs creux et les murs comportant une isolation extérieure, la température de la surface intérieure est élevée même lorsque la température extérieure est basse. Il est important pour le confort qu'il y ait peu de différence de température entre la surface intérieure et l’air ambiant. Les déplacements d'air dus aux différences de température ou aux défauts de la construction extérieure doivent également être minimaux.

La porosité des briques en terre cuite leur permet d’absorber l'humidité de l'air lorsque l'humidité relative est élevée et de la restituer lorsque l’air ambiant devient trop sec. En plus de l'humidité, les murs en briques de terre cuite peuvent également absorber et stocker les apports thermiques solaires, ce qui peut donner un climat équilibré en été. Cet atout ne se rencontre pas avec les constructions légères qui sont souvent surchauffées en été.

Une attention particulière doit être portée aux ponts thermiques (froids) comme ceux qui peuvent se produire dans les coins et les châssis de fenêtres où les températures de surface sont fortement inférieures. L'industrie des briques de terre cuite peut fournir des solutions de conception pour réduire l’effet de ces points particuliers. Pour plus de renseignements sur la construction, voir VÖZ Baudetails (détails constructifs). V-Z Baudetails.

Les tuiles en terre cuite contribuent au :

• confort hydrothermique en protégeant le bâtiment de la surchauffe du soleil, de la pluie et de la neige
• confort acoustique en réduisant le bruit d’impact des précipitations sur le toit.

Sécurité (eau, incendie, cambriolage, séisme, etc.)

Les briques de terre cuite sont incombustibles, offrent une excellente résistance au feu et n'émettent pas de substances ou de gaz nocifs. En outre, en règle générale, elles ne se fissurent pas en cas d'incendie et peuvent donc reprendre leur fonction portante après la rénovation du bâtiment.

Les murs en briques de terre cuite peuvent également résister à la saturation de l'eau d'inondation ou due à l'éclatement des canalisations sans subir de lésion structurelle. Ils peuvent également résister aux charges horizontales, comme celles des séismes, mais ils doivent être renforcés dans les régions sujettes à des secousses sismiques importantes. Ils offrent également des niveaux de sécurité élevés contre les intrus.

Les tuiles en terre cuite sont des matériaux inertes. Elles sont donc ininflammables et n'émettent aucun gaz toxique en cas d'incendie. Les écoulements d'eaux pluviales peuvent être collectés et stockés pour être utilisés.

Protection acoustique/Isolation acoustique

En principe, l'isolation acoustique d’un mur ou d’un plancher dépend de sa masse. Par conséquent, les bâtiments de construction massive, comme ceux en briques, auront des résultats acoustiques bien meilleurs que ceux de construction légère.

Adaptabilité

Les bâtiments en briques de terre cuite sont adaptables. Des aménagements sont possibles à la fois pendant le processus de construction et pendant toute la durée de vie du bâtiment, lorsque les changements sociaux imposent de modifier l'organisation du bâtiment.