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Aug 06, 2023

Accélérer la croissance verte dans l'environnement bâti

Le monde s'unit pour réduire la quantité de carbone dans l'atmosphère,

Le monde se rassemble pour réduire la quantité de carbone dans l'atmosphère, et toutes les industries et tous les secteurs devront y contribuer. L'environnement bâti ne fait pas exception. En fait, ce cadre - qui fait référence au cycle de vie complet (conception, fabrication des matériaux, construction, utilisation et démolition) de tous les bâtiments et infrastructures résidentiels et commerciaux - est directement ou indirectement responsable d'environ 40 % des émissions mondiales de CO₂ provenant de la combustion de carburant et de 25 % des émissions globales de gaz à effet de serre (GES). 11, 2021. En conséquence, il fait partie des industries les plus émettrices, émettant plus que la production d'électricité, le transport maritime et l'aviation.

Cet article est un effort collaboratif de Fabian Apel, Brodie Boland, Helene de la Motte, Anna Moore, Sebastian Reiter et Erik Sjödin, représentant les points de vue de la pratique des matériaux de base de McKinsey.

Les contributions aux émissions de l'environnement bâti impliquent également d'autres industries et secteurs. En fait, une part importante des émissions totales dans les industries provient des structures physiques. Par exemple, les acteurs des télécommunications doivent prendre en compte les émissions de leurs installations en plus de l'énergie utilisée pour faire fonctionner les équipements.

Notre analyse montre que sur le cycle de vie d'un bâtiment typique, 76 % des émissions proviennent de l'exploitation et les 24 % restants du traitement des matières premières utilisées pour la construction de nouvelles constructions. Étant donné que 80 % du parc immobilier prévu pour 2050 existe aujourd'hui,2 "Appel à l'action : saisir l'opportunité de décarbonation dans la construction", McKinsey, 14 juillet 2021. il va de soi que l'environnement bâti devra décarboner non seulement les émissions intrinsèques mais aussi, plus important encore, les émissions opérationnelles du parc immobilier existant.

Aujourd'hui, les implications physiques du changement climatique sont clairement visibles sous la forme d'inondations, d'incendies de forêt, d'élévation du niveau de la mer et d'autres catastrophes naturelles. Il existe également une pression importante de toutes les dimensions du marché, y compris les exigences réglementaires, les attentes des actionnaires, les besoins des employés et les primes vertes payées par les clients. Pour résoudre ces problèmes, les chefs de file de l'industrie peuvent s'efforcer d'améliorer la transparence et la sensibilisation, de développer des partenariats tout au long de la chaîne de valeur et d'établir des mesures cohérentes et fiables. En lançant le Net Zero Built Environment Council, nous visons à stimuler ces changements et à faire évoluer l'environnement bâti vers un avenir plus propre et plus vert.

Pour atteindre les objectifs de zéro émission nette d'ici 2050, diverses industries devront tripler le rythme auquel elles se décarbonent par rapport aux 30 dernières années. Tony Hansen, Focko Imhorst, Anna Moore et Sebastian Reiter, "Decarbonizing the built environment: Takeaways from COP26" 12 janvier 2022. Il existe plusieurs voies de décarbonisation possibles à travers les matériaux, la conception et la technologie qui, collectivement, pourraient aider à atténuer une partie importante des émissions globales. Certaines de ces voies, telles que le passage à des sources d'énergie renouvelables pour les systèmes de chauffage, ont un potentiel important de réduction des émissions, tandis que d'autres, telles que la réduction des déchets et l'amélioration de la circularité, sont susceptibles d'atténuer une plus petite proportion des émissions.

Étant donné qu'une part importante des émissions dans l'environnement bâti provient de l'exploitation du parc immobilier existant, la réduction de ces émissions est une priorité essentielle. Les principales sources de ces émissions opérationnelles sont le chauffage et le refroidissement. Les émissions indirectes (provenant de la production d'électricité pour l'électricité et le chauffage commercial) représentent 50 % des émissions de l'environnement bâti mondial.4"2020 global status report for building and construction: Executive summary", Alliance mondiale pour le bâtiment et la construction et Programme des Nations Unies pour l'environnement, 16 décembre 2020. Il y a deux facteurs importants à prendre en compte lors de la réduction des émissions provenant de l'exploitation des bâtiments existants : la source d'énergie utilisée pour le chauffage et l'efficacité énergétique du bâtiment. Les principales voies pour aborder ces deux facteurs pourraient être la mise à niveau énergétique et l'amélioration de l'isolation. Cela comprend le passage à des sources renouvelables pour les pompes à chaleur et l'exploitation de nouvelles technologies telles que la production combinée de chaleur et d'électricité, les panneaux chauffants infrarouges et les chaudières à hydrogène.

Dans l'Union européenne, par exemple, les mises à niveau énergétiques pourraient atténuer jusqu'à 30 % des émissions. L'autre voie clé consiste à examiner les leviers de conception et d'isolation, qui peuvent améliorer les performances énergétiques en atténuant 30 % supplémentaires des émissions.

Pour effectuer la transition vers des émissions nettes nulles, les aspects en amont des matériaux de construction à faible intensité de carbone pourraient également être maximisés pour lutter contre les émissions intrinsèques pendant le processus de construction.

L'industrie du ciment est responsable d'environ un quart de toutes les émissions de CO2 de l'industrie, et elle génère également le plus d'émissions de CO2 par dollar de revenus6. Par exemple, le remplacement du clinker utilisé dans le ciment par des substituts tels que le laitier de haut fourneau granulé broyé (GGBS), la fumée de silice ou des matériaux pouzzolaniques naturels et des charges telles que le calcaire pourrait atténuer jusqu'à 90 % de l'empreinte carbone du ciment. Les matériaux de construction en bois émettent entre 20 et 60 % moins de carbone que l'acier et le béton dans un bâtiment typique.7Thomas Hundertmark, Sebastian Reiter et Patrick Schulze, "Green growth avenues in the cement ecosystem", McKinsey, 16 décembre 2021. Une autre alternative est le béton durci au carbone ou neutre en carbone, qui utilise des matériaux à base de CO2 minéralisé ou pyrolysé pour rendre possible le stockage du carbone à long terme. Les méthodes actuelles pourraient séquestrer jusqu'à 5 % du CO2 produit pendant la production, mais les nouvelles technologies pourraient en séquestrer jusqu'à 25 à 30 %. Dans l'ensemble, traiter uniquement les émissions du ciment à l'aide de ces méthodes pourrait collectivement réduire les émissions de l'environnement bâti jusqu'à 15 %.

Un complément important à la réduction des émissions intrinsèques consiste à développer une économie en boucle fermée en minimisant les déchets envoyés aux décharges. Cela peut être amélioré de plusieurs manières, en commençant par faire des estimations précises des matériaux de construction requis via des outils tels que la modélisation des informations du bâtiment (BIM), en assurant le recyclage des déchets de démolition ou, dans le cas de la construction modulaire, en utilisant des composants ou produits de construction potentiels en fin de vie.

De nombreux leviers pour décarboner le cadre bâti sont connus et éprouvés.

La décarbonation de l'environnement bâti peut créer jusqu'à 800,0 milliards de dollars à 1,9 billion de dollars en nouveaux pools de valeur verte dans tous les secteurs (Figure 1). Ce marché prometteur offre un potentiel important pour les acteurs de l'écosystème. Plus précisément, il existe des pools de valeur primaires dans les matériaux et systèmes résilients, totalisant plus de 320,0 milliards de dollars, et dans la modernisation des actifs existants, totalisant plus de 240,0 milliards de dollars.

Les infrastructures résilientes au climat contribuent à la protection contre les phénomènes météorologiques extrêmes, notamment les sécheresses, les températures extrêmes, les inondations, les ouragans et les incendies de forêt. L'utilisation de verre à double vitrage dans les fenêtres et les portes, la construction de façades vertes et l'isolation des murs avec des panneaux de gypse ne sont que quelques moyens d'atténuer les températures extrêmes. Par exemple, les toits verts présentent de multiples avantages directs et co-avantages, notamment la réduction des températures intérieures jusqu'à 5 °C, ce qui entraîne des économies d'énergie ; absorber l'eau de pluie et retarder le ruissellement, réduisant ainsi le risque d'inondation dû aux pluies intenses ; réduire la température dans les zones densément bâties ; fournir des habitats pour la faune urbaine et des tremplins pour les espèces migratrices ; et la création d'un paysage urbain plus esthétique.8 « Toits verts à Bâle, Suisse : combiner des mesures d'atténuation et d'adaptation », Climate-ADAPT, 10 septembre 2022.

En outre, le groupe de valeur pour la rénovation des bâtiments existants devrait avoir une trajectoire accélérée par rapport aux prévisions actuelles de 4 % de TCAC au-delà de 2035, en raison de la pression réglementaire croissante et des incitations financières, des économies de coûts pour les propriétaires et les occupants d'immeubles grâce à des actions telles que l'amélioration de l'isolation, et la demande croissante des utilisateurs finaux pour des bâtiments plus efficaces et moins intensifs en carbone (Figure 2). L'augmentation du pool de valeur annualisée potentielle au fil du temps devrait diminuer au cours des deux prochaines décennies à mesure que le nombre de nouvelles technologies et de maisons stagnera. La valeur réalisée continuera de croître, mais l'environnement bâti est confronté à plusieurs vents contraires, tels que la fragmentation, l'aversion au risque et la lenteur de la numérisation.9

Les structures du marché local et la facilité d'accès ont abouti à un paysage fragmenté de petites entreprises pour la plupart avec des économies d'échelle limitées. De plus, le processus de construction basé sur un projet implique de nombreuses étapes, avec une responsabilité dispersée et une multitude d'entités actives dans chaque projet - de plusieurs sociétés d'ingénierie et de planification spécialisées à de multiples sous-traitants et sous-traitants et une multitude de fournisseurs de matériaux. Étant donné que le niveau de collaboration tout au long de la chaîne de valeur est faible, il en résulte un écosystème cloisonné dans lequel les entreprises ont tendance à gérer leurs propres risques et les frictions aux interfaces sont élevées. Des organes directeurs, des codes de construction locaux et des normes variables aggravent encore le défi et entraînent une baisse de la productivité, ralentissant le délai d'exécution des projets.

Dans l'ensemble, aucun acteur de l'écosystème ne peut s'attaquer seul au problème des émissions - et il est urgent que les acteurs collaborent et augmentent la transparence. L'environnement bâti est complexe et fragmenté avec différents acteurs, modèles commerciaux et étapes de la chaîne de valeur10Y compris les fabricants de matériaux de construction ; les entrepreneurs en ingénierie, approvisionnement et construction (EPC); concepteurs et ingénieurs; et les propriétaires et promoteurs immobiliers ; il est également très local avec des normes, des codes de construction et des décideurs variables, souvent avec des objectifs partiellement contradictoires. Les arrangements sont souvent basés sur des projets avec des accords temporaires et non répétitifs, tandis que les entreprises opèrent avec de petites marges avec des capacités limitées à investir et à prendre des risques.

Atteindre l'ampleur nécessaire de la décarbonisation et de la création de valeur pour accélérer la transition verte nécessite des changements fondamentaux dans la façon dont les acteurs de l'industrie conçoivent, construisent, exploitent et désaffectent les actifs. Bien que certaines réglementations et politiques favorisent actuellement la transition vers le zéro net du secteur, le secteur doit être mieux positionné pour tirer parti de ces vents favorables et orchestrer la meilleure voie à suivre. Une façon d'y parvenir est de rejoindre ou de former des coalitions tout en progressant au rythme de l'investissement et de l'innovation.

Trois ingrédients pourraient potentiellement accélérer la transition verte dans l'environnement bâti : transparence et sensibilisation, partenariats tout au long de la chaîne de valeur et mesures cohérentes et fiables.

Agir sur ces trois ingrédients peut offrir des opportunités uniques pour atteindre les objectifs d'émissions et créer de futurs leaders dans l'environnement bâti. Dans toutes les perturbations technologiques majeures du passé, les précurseurs ont conquis une part disproportionnée du marché.

Pour aider à faciliter les éléments critiques du changement, nous lançons le Net Zero Built Environment Council, qui rassemble un grand nombre des principaux opérateurs historiques et de nouvelles mises à l'échelle de l'écosystème de l'environnement bâti. Dans la lignée des trois ingrédients abordés dans cet article, les ambitions du conseil peuvent contribuer aux actions suivantes :

Tous les contributeurs de la chaîne de valeur doivent s'unir pour surmonter les défis systématiques et accroître la transparence sur les voies rentables pour atteindre les objectifs de décarbonation et sensibiliser l'ensemble du secteur. En ce sens, le Net Zero Built Environment Council représente une avancée importante dans l'unification des industries et des secteurs, non seulement pour réaliser leurs ambitions climatiques, mais aussi pour créer une croissance verte dans l'environnement bâti.

Fabien Apelest associé associé du bureau londonien de McKinsey ;Brodie Bolandest un associé du bureau de Washington, DC ;Hélène de la Motteest consultant au bureau de Stockholm, oùErik Sjödinest un partenaire ;Anna Moore est un associé du bureau de Londres ; etSébastien Cavalierest un associé du bureau de Munich.

Les auteurs souhaitent remercier Eddie Elizondo, Riyaz Gilani, Alastair Green, Focko Imhorst, Sharada Sucharitha Kannan, Shailesh Lekhwani, Aleem Anil Mawji, Paolo Spranzi et Mai Ly Sorri pour leurs contributions à cet article.