L'approvisionnement en bois durable commence par la forêt

Le bois est un matériau de construction séculaire, mais il fait l'objet d'une attention renouvelée, en particulier avec l'essor du bois massif. Ce groupe de produits en bois d'ingénierie offre la possibilité, plutôt que d'extraire de la terre les matières premières pour nos bâtiments et nos villes, de les cultiver à la place, en capturant les gaz à effet de serre qui réchauffent le climat. Mais le bois est-il toujours bon pour l'environnement ? Ou est-ce simplement moins mauvais que les matériaux à base minérale tels que le béton et l'acier ?

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Répondre à ces questions est loin d'être simple, mais cela commence par l'endroit où le bois est cultivé. La gestion durable d'une forêt implique d'équilibrer la productivité avec la protection des plans d'eau, la préservation de l'habitat faunique et la prise en compte du carbone et du climat. "Une foresterie exemplaire est un regard holistique sur les trois", explique Jennifer Shakun, directrice de l'initiative bio-économique de la New England Forestry Foundation, une fiducie foncière et une organisation de conservation.

Un outil qui peut aider à déterminer si un produit du bois provient d'une telle forêt est la certification. Les labels de certification du bois les plus répandus en Amérique du Nord sont ceux administrés par le Forest Stewardship Council (FSC) et la Sustainable Forestry Initiative (SFI). Ces programmes tiennent compte de facteurs tels que la taille des coupes à blanc, les niveaux de rétention d'arbres vivants, l'utilisation de pesticides et la protection des espèces menacées et en voie de disparition. Des deux, le FSC est considéré comme le plus rigoureux, les pratiques sanctionnées par la SFI étant équivalentes à ce que les réglementations canadiennes et américaines exigent déjà. "Le FSC est plus robuste", déclare Amy Leedham, responsable de la pratique carbone aux États-Unis pour le cabinet de conseil en développement durable Atelier Ten. "Il aborde plus de critères de manière plus approfondie", dit-elle. Mais il y a un hic : les produits FSC ne sont pas toujours disponibles et le processus de certification peut être coûteux, le mettant hors de portée des petits propriétaires fonciers privés et des forêts gérées par les tribus.

Les meilleures pratiques de gestion favorisent des écosystèmes forestiers qui séquestrent plus de carbone. Cependant, estimer la quantité de carbone biogénique contenue dans un produit bois donné est délicat. L'une des raisons est que la plupart des calculateurs d'analyse du cycle de vie (ACV) - des outils qui quantifient les impacts environnementaux des produits manufacturés - utilisent des ensembles de données nationales qui ne tiennent pas compte de la grande variation des pratiques dans les forêts individuelles. "Avec les outils ACV actuels, il est difficile de comprendre les hypothèses sous-jacentes", déclare Jacob Dunn, directeur associé de ZGF. En collaboration avec l'Applied Research Consortium de l'Université de Washington, l'entreprise tente de remédier à cette situation grâce à son UpStream Forestry Carbon & LCA Tool. Actuellement en test bêta public, le calculateur open source vise à rendre les données sous-jacentes transparentes et faciles à manipuler. "L'idée est d'aider les concepteurs à mieux comprendre la dynamique entre les forêts et les produits du bois qui en sont issus."

Le COB3 de SOM (haut de page) a un cadre (ci-dessus) conçu pour le démontage. Photo © Cesar Rubio, cliquez pour agrandir.

Compte tenu des limites actuelles, l'un des meilleurs moyens pour les architectes de savoir d'où proviennent les produits en bois qu'ils spécifient est de travailler directement avec les fabricants, en leur posant des questions détaillées. Par exemple, l'équipe derrière COB3 - un immeuble de bureaux en bois massif de 230 millions de dollars conçu par SOM pour le comté de San Mateo, en voie d'achèvement à Redwood City, en Californie - a évalué les fabricants potentiels pour les panneaux de plancher en bois lamellé-croisé (CLT) sur mesure du bâtiment. . Ils ont étudié la capacité des fabricants en matière de taille de panneau et les limites de capacité portante, mais ont également étudié leurs chaînes d'approvisionnement. Le fabricant du Montana finalement sélectionné était à moins d'un mile de la forêt où le bois était récolté et était à côté d'une autre usine de fabrication de panneaux de fibres à partir de déchets de CLT.

De plus en plus, les équipes de projet adaptent le processus d'approvisionnement en bois pour refléter les priorités de leurs clients. LEVER Architecture, basée à Portland, dans l'Oregon, l'a fait sur le siège social de 10,8 millions de dollars de 19 800 pieds carrés qu'il a conçu pour l'organisation subventionnaire Meyer Memorial Trust. Achevé en 2020 dans le quartier Lower Albina de Portland, le bâtiment au toit en dents de scie a des composants structurels fabriqués principalement à partir de contreplaqué de masse - un panneau d'ingénierie à grande échelle fait de placages de bois. Le bâtiment comprend également de nombreux autres produits du bois, notamment des fermes de toit, des planchers et des plafonds. Pour Meyer, le processus de construction et l'approvisionnement de ces matériaux ont été l'occasion de faire avancer sa mission de justice raciale, sociale et économique, en particulier dans l'Oregon.

Les critères d'approvisionnement du projet Meyer Memorial Trust de LEVER reflétaient les valeurs du propriétaire. Photo © Jeremy Bittermann

Meyer a travaillé avec l'organisation à but non lucratif Sustainable Northwest pour élaborer des directives d'approvisionnement qui allaient au-delà des processus forestiers et de fabrication, en tenant également compte de la proximité d'un fournisseur avec le site, de la propriété minoritaire et des petites entreprises et du coût. La prime pour cette stratégie était négligeable, s'élevant à moins de 25 000 $, soit environ 3 % du forfait bois de 745 000 $. Mais le modeste investissement a eu un impact démesuré. Sur les 12 catégories de produits du bois du bâtiment, 10 ont été cultivées et fabriquées dans l'Oregon. Des entreprises appartenant à des minorités ont été impliquées dans l'achat et l'installation de six des 12, tandis que les petites entreprises étaient responsables de sept. Neuf des produits provenaient de forêts jugées écologiquement gérées. Le projet a influencé des sites au-delà du bâtiment, explique Thomas Robinson, fondateur de LEVER.

La refonte du terminal principal de l'aéroport international de Portland est un autre projet avec des critères d'approvisionnement sur mesure, mais qui prend l'approche à une toute nouvelle échelle. Conçu par ZGF, l'agrandissement de 1,8 milliard de dollars, actuellement en construction, comprend un toit en forme de vague de 380 000 pieds carrés construit à partir de plus de 2,6 millions de pieds de planche de poutres en lamellé-collé et de 400 000 pieds carrés de panneaux de contreplaqué massif. Pour le propriétaire du terminal, le port de Portland, la transparence et la traçabilité étaient essentielles. "Ils voulaient connaître l'histoire locale du bois", explique Dunn. "Ils voulaient savoir à qui appartenait la terre et comment ils la géraient", dit-il.

La transparence et la traçabilité du bois étaient des priorités clés pour l'expansion du terminal de ZGF à PDX. Image © Port de Portland/ZGF

Pratiquement tous les produits du bois utilisés dans le terminal peuvent être retracés jusqu'à des propriétaires fonciers et des usines de l'Oregon et de l'État de Washington, ou sont certifiés FSC. Une grande partie du bois provenait de petites forêts familiales ou de terres tribales du nord-ouest du Pacifique. Environ 370 000 pieds-planche pour les éléments en lamellé-collé provenaient des forêts de la nation Yakama, pour qui la terre a une importance spirituelle et culturelle mais est aussi une source d'eau, de nourriture et de revenus. Les pratiques de gestion forestière de la tribu comprennent l'éclaircissage par le bas pour laisser les arbres les plus grands et les plus sains, de généreuses zones tampons autour des voies navigables et des zones protégées « sans récolte ». Ces propriétaires "ont une relation fondamentalement différente avec la terre par rapport aux grandes exploitations industrialisées", explique Dunn.

Même lorsque le bois provient de forêts exemplaires, il est toujours crucial qu'il soit utilisé de manière réfléchie, disent les spécialistes du bois. SRG Partnership a découvert à quel point l'utilisation judicieuse du bois peut être essentielle sur Edward J. Ray Hall, un laboratoire et une salle de classe de 49 millions de dollars et de 50 000 pieds carrés construits par le cabinet d'architecture basé à Seattle conçu à l'Oregon State University-Cascades à Bend. Achevée en 2021, la structure en bois massif de quatre étages comprend des colonnes et des poutres en lamellé-collé, des planchers en CLT avec des dalles en béton et des noyaux en béton. Les schémas initiaux étaient basés sur un espacement des colonnes de 13 pieds 4 pouces. Mais, grâce à une analyse approfondie, il a été déterminé que le raccourcissement de cette distance se traduirait par d'importantes économies de matériaux. Un espacement des colonnes de 10 pieds - ce qui a finalement été construit - a permis au CLT avec moins de plis, ce qui a permis des poutres moins profondes, ce qui s'est traduit par une réduction de 25 % de la fibre de bois. Bien que les architectes n'aient pas quantifié le carbone incorporé des deux systèmes, il est logique de conclure que l'espacement plus étroit a produit des économies significatives, car il a également permis une réduction de 3 % du béton et une réduction globale de 10 % de la masse du bâtiment. Notamment, il a rasé 10 $ par pied carré du coût de construction. "L'analyse souligne l'importance d'une réflexion globale sur les systèmes", déclare Lisa Petterson, principale responsable du SRG.

Un espacement plus étroit des colonnes dans le bâtiment de SRG pour l'Université de l'Oregon-Cascades (1 et 2) a permis d'économiser du matériel. Photo © Kevin Scott (1), courtoisie SRG Partnership (2)

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L'utilisation judicieuse du bois implique également de considérer ce qu'il adviendra du matériau une fois que la structure aura atteint la fin de sa durée de vie utile. Selon les experts, les bâtiments devraient être détaillés pour augmenter les chances que les composants soient réutilisés plutôt que jetés. Au COB3 de SOM, les détails qui réduiront la probabilité que ses composants se retrouvent dans une décharge - où ils renverraient leur carbone stocké dans l'atmosphère - comprennent des connexions de seau en acier à la base de chaque colonne de bois lamellé-collé dans le bâtiment de cinq étages en forme de H . Leurs tiges filetées et leurs écrous pourraient être dévissés, si nécessaire, explique Eric Long, ingénieur en structure et partenaire de SOM.

D'autres fonctionnalités de COB3 ont été conçues pour éviter son obsolescence. Le bâtiment anticipe les changements, avec des baies structurelles conçues pour accueillir une variété de configurations de bureaux ouverts ou fermés. Les pénétrations prédécoupées dans les poutres du bâtiment, qui resteront en grande partie exposées, devraient permettre l'infrastructure nécessaire, quelle que soit la disposition de l'espace de travail, y compris l'éclairage, les systèmes mécaniques et les gicleurs. "L'avenir a été construit dès le premier jour", déclare l'architecte Francesca Oliveira, directrice de SOM.

La stratégie tournée vers l'avenir de COB3 démontre la pertinence de la conception pour aborder le climat et comment les décisions prises maintenant, en commençant par la forêt mais s'étendant à la charpente du bâtiment, peuvent affecter l'avenir. "La réalité est que nos choix ont un impact", déclare Robinson de LEVER. Les architectes doivent en être conscients, dit-il, en concevant pour le paysage des matériaux plus large. "C'est un rôle pour les architectes à jouer."

Joann Gonchar, FAIA, LEED AP, est rédactrice en chef adjointe chez Architectural Record. Elle a rejoint RECORD en 2006, après avoir travaillé pendant huit ans pour sa publication sœur, Engineering News-Record. Avant de débuter sa carrière de journaliste, Joann a travaillé pour plusieurs cabinets d'architecture et a passé trois ans à Kobe, au Japon, avec le cabinet Team Zoo, Atelier Iruka. Elle a obtenu une maîtrise en architecture de l'Université de Pennsylvanie et un baccalauréat ès arts de l'Université Brown. Elle est autorisée à pratiquer l'architecture dans l'État de New York.