Feuilles de route pour l'horizon 2020 - RecheRche - CSTB
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Recherche Feuilles de route pour l’horizon 2020
Sommaire
pages
16 à 23
pages Du quartier à la ville durable
04 à 15 • Contribuer au développement territorial
• Aller vers une ville propre et résiliente
• Améliorer le cadre de vie urbain
• Développer l’économie urbaine
Contexte et enjeux
• La ville de demain
• Le bâtiment : entre innovation et rénovation
• Tous citoyens et usagers
• La sécurité, plus qu'une attente, une exigence
• Construire aujourd'hui pour demain
pages
30 à 37
Usages, santé, confort
• Proposer des solutions innovantes pour améliorer le confort des citadins
• Évaluer les expositions aux pollutions et les gênes perçues
pages • Développer les outils permettant d’améliorer la qualité sanitaire
24 à 29 des espaces confinés
• Accompagner les mutations technologiques et organisationnelles
Bâtiments durables et les modes de conception
• Évaluer, comprendre et garantir
les performances des bâtiments
• Concevoir et réaliser des bâtiments neufs et
des rénovations performantes
• Évaluer l’intégrabilité des technologies
innovantes dans les bâtiments durables
pages
46 à 53
Simulation et outils numériques
• Simuler et représenter les ambiances urbaines
• Concevoir, réaliser et gérer les ouvrages
• Numériser les composants et systèmes constructifs
• Soutenir le travail collaboratif des acteurs
pages • Qualifier les incertitudes
38 à 45
Maîtrise des risques
• Garantir la sécurité des biens et des personnes
face aux aléas à l’échelle du bâtiment
• Garantir la sécurité des biens et des personnes face
aux aléas à l’échelle du quartier et de la ville page 54
• Garantir la résilience à l'échelle du quartier et de la ville
Conclusion
•M
ieux répondre aux
enjeux du bâtiment
Édito
Q
uel futur pour la construction face
à la prise en compte, somme toute
récente, des enjeux du développe-
ment durable, et quelles recherches
y associer ?
Que la perspective du changement clima-
tique ait été à l’origine de la plus formidable
réflexion collective tant sur les plans scienti-
fique, politique que citoyen, nul ne le conteste.
Pour le bâtiment, au-delà d’une vraie prise de
conscience énergétique et environnementale, Cette synthèse présente les feuilles de route
un des enseignements remarquables est pour 2020 des six priorités scientifiques qui
notamment d’avoir « révélé » la nécessité des structurent la recherche du CSTB (Contrat
approches systémiques, et des logiques d’objectifs 2010-2013). Elles sont basées sur des
d’échelles et d’impacts qui en découlent. réflexions impliquant des communautés
Mais comment traduire et prendre en compte, variées tant nationales qu’internationales.
dans les recherches sur le bâtiment, ces com- Représentant les compétences et l’histoire du
plexités nouvelles, qui dépassent les démarches CSTB, conditionnées par les logiques budgé-
disciplinaires et renvoient nécessairement taires, les feuilles de route n’ambitionnent
à une transversalité des analyses entre pas de couvrir l’ensemble des probléma-
sciences économiques et sociales et celles de tiques, loin de là.
l’ingénieur ? Cependant, au-delà de la publication de ces
Par ses missions d’appui aux politiques éléments synthétiques, l’enjeu pour le CSTB
publiques (sécurité, social/économie, santé, est, en les partageant avec les acteurs du sec-
énergie/environnement, intégrabilité numé- teur de la construction et de la recherche,
rique) et de support à l’innovation pour le sec- d’atteindre une communauté plus large
teur du bâtiment, le CSTB avait anticipé ces contribuant aux enjeux du bâtiment et de son
approches d’échelles et contribué à leur déve- environnement urbain, dans une vision affi-
loppement. En repositionnant les probléma- chée de co-programmation.
tiques du bâtiment dans le cadre plus large de Ainsi, sur la base d’échanges résolument sys-
son environnement urbain, il a résolument témiques, optimisant les contributions respec-
organisé ses recherches afin de mieux appré- tives dans un souci d’efficacité, gageons que
hender les interactions entre systèmes et nous saurons collectivement préciser, mieux
échelles, du point de vue tant socio-écono- orienter, hiérarchiser et structurer les
mique que technique. recherches de ce secteur majeur de l’économie.
Hervé Charrue
Directeur de la Recherche et Développement
du CSTB
RECHERCHE _ FEUILLES DE ROUTE POUR l'horizon 2020 3
La ville de demain
À
l’image de la moitié de la popula- devra impérativement modérer son empreinte
tion mondiale, soit 3,3 milliards écologique en adoptant des comportements et
d’habitants, trois Européens sur des consommations qui prennent en compte
quatre et quatre Français sur cinq les capacités de production des ressources de
vivent en milieu urbain, c’est-à-dire dans un notre planète.
système qui est constitué principalement de Les villes sont ainsi au cœur de la lutte pour
bâti et qui génère des besoins croissants de une plus grande sobriété énergétique et contre
mobilité. D’ici 2030, le nombre de citadins à la pollution de l’air ou les nuisances sonores.
l’échelle planétaire augmentera d’environ La concentration de population et d’activités
1,7 milliard. Les villes seront plus denses et qui caractérise les zones urbaines pose égale-
Contexte
intégreront au cours des vingt prochaines ment des questions de robustesse et de rési-
années, la presque totalité de l’accroissement lience vis-à-vis des effets du changement
démographique. climatique et des aléas qui peuvent y être liés.
Le bâtiment et les transports sont les secteurs Les enjeux historiques du développement
et enjeux
les plus consommateurs d’énergie et les pre- urbain liés aux aspects sociaux et écono-
mières sources d’émissions de gaz à effet de miques sont, et seront de plus en plus,
serre (GES). En combinant les facteurs de confrontés à des composantes technico-envi-
mobilité (transports), de logement (bâtiments) ronnementales. La ville durable, déjà forte-
et d’activité, on peut imputer à la population ment orientée par les politiques publiques
urbaine, environ trois quarts des consomma- mondiales et locales, relève désormais d’ambi-
tions énergétiques et deux tiers des émissions tions collectives de réduction des émissions de
de gaz à effet de serre. Pour contribuer à conte- gaz à effet de serre et d’adaptation des terri-
nir le réchauffement climatique et continuer toires, ambitions qui sont chiffrées au moyen
à se développer, cette civilisation urbaine d’objectifs et de contraintes de temps.
4 5
Contexte
et enjeux
Le bâtiment :
entre
La ville
innovation
de demain et rénovation
U
n Au plan international • Le Grenelle de l’environnement définit ne boucle d’innovation très d’édifices doivent se généraliser sur l’en-
• Depuis 1972, les sommets de la Terre suc- un nouveau modèle de développement courte pour les bâtiments neufs semble des 300 000 bâtiments neufs réali-
cessifs visent à définir les moyens de sti- avec les dispositions des lois Grenelle I et Les bâtiments basse consomma- sés chaque année.
muler le développement durable au niveau Grenelle II. tion (BBC), figures de proue
mondial (Programme des Nations unies • Le plan Ville durable, lancé en octobre actuelles des bâtiments durables, imposent Une rénovation de facteur 4 pour le parc
pour l’environnement ; PNUE, Convention 2008 a initié l’appel à projets EcoQuar- de nouvelles exigences et l’évaluation de ancien
cadre des Nations unies sur les change- tiers, la démarche EcoCités et le plan leurs performances doit permettre d’évo- Pour réduire nos émissions de GES, la
ments climatiques ; CCNUCC, Agenda 21 Nature en ville. luer rapidement vers des ouvrages aux rénovation du parc bâti français repré-
adopté en 1992, etc.). • Les Investissements d’Avenir portent le objectifs optimisés sur l’ensemble de leur sente plus de 3 milliards de mètres carrés,
• L’objectif du facteur 4 en 2050 implique Fonds Ville de demain, qui finance des cycle de vie : bâtiments à basse consomma- dont 2,4 milliards pour le parc résidentiel.
une division par 4 des émissions de gaz à actions démonstratrices exemplaires. Ils tion d’eau, faiblement générateurs de Ce sont environ 31 millions de logements
effets de serre sur la base des données chif- supportent l’Institut Efficacity qui propose déchets, confortables acoustiquement, qui consomment en moyenne 250 kWh/
frées de 1990. une approche systémique de la Ville à thermiquement, et performants économi- m²/an et jusqu’à 350 kWh/m²/an pour les
toutes ses échelles (bâtiment, îlot, quartier) quement. 21 millions construits entre l’après-guerre
n Au plan européen afin d’en optimiser la performance énergé- Ainsi, les expérimentations HQE® perfor- et 1974 (année de la première réglementa-
• Le cadre de référence de la ville durable tique et la garantir financièrement. mance de l’association HQE® ou la consti- tion thermique). Les objectifs du Grenelle
européenne, issu de la Charte de Leipzig La prise en compte croisée des principes tution des référentiels de la Sustainable et en particulier les engagements de
signée en 2007, deviendra un outil d’assis- généraux du développement urbain Building Alliance (SBA) préfigurent parfai- réduire par quatre les émissions de gaz à
tance à l’évaluation et au pilotage des stra- durable, des ambitions portées par les poli- tement les nouveaux modes d’évaluation effet de serre impliquent un facteur 4 sur
tégies et projets de développement urbain tiques publiques et des exigences liées à des ouvrages. Des méthodologies d’ana- le taux de réhabilitation en plus d’objectifs
durable des villes. l’atteinte d’objectifs quantitatifs implique lyse basées sur les résultats et les niveaux ambitieux sur la réduction des consom-
• L’objectif des “3 X 20 %” en 2020 vise une d’importantes évolutions en matière d’ur- de performance globale plutôt que sur mations.
réduction de 20 % des émissions de GES, banisme et d’aménagement, à l’échelle du celles des obligations de moyens. Cette Le véritable enjeu repose sur la proposition
une amélioration de 20 % de l’efficacité quartier et de la ville. Cette dernière doit être mutation constante génère des besoins de solutions qui ne soient pas uniquement
énergétique ainsi qu’une part de 20 % des repensée de manière systémique par des nouveaux en outils de conception et en adaptées à cette finalité. Ceci, afin de ne pas
énergies renouvelables dans la consomma- approches urbaines renouvelées, intégrant données pour mieux caractériser les solu- hériter – à l’image des constructions
tion finale d’énergie. les questions d’efficacité énergétique, de tions technologiques. d’après-guerre sur le volet énergétique –,
mobilité et d’impacts environnementaux, Face à ces changements et ces besoins d’un parc futur inadapté, au regard d’autres
n Au niveau national afin de mieux répondre aux attentes de qua- dans la constr uction, rarement, la aspects importants du développement
• La politique de la ville vise à revaloriser lité, de confort, d’identité des citoyens, et de recherche n’a eu le devoir de délivrer aussi durable, tels que les éléments de confort, les
les quartiers urbains et à réduire les inéga- contribuer au développement et à l’attracti- rapidement des outils opérationnels aux performances environnementales et la
lités sociales entre territoires. vité économique de la ville. acteurs du BTP. Ces nouvelles générations préservation de la diversité architecturale.
6 RECHERCHE _ FEUILLES DE ROUTE POUR l'horizon 2020 7
Contexte
et enjeux
Tous
citoyens
et usagers
L
'environnement bâti et les villes améliorations notoires de la qualité de l’air Au cœur de ces lieux de vie, conçus et scientifiques, dont les facteurs de risques
sont autant de lieux qui favorisent dans les villes durant les vingt dernières construits pour les individus, les habitants peuvent représenter des enjeux écono-
le développement et le bien-être années) et des espaces clos (diminution des présentent des besoins inégaux sur l’en- miques importants et soulever des ques-
des individus en leur apportant intoxications au monoxyde de carbone, des semble du territoire national en raison de tions d’acceptabilité sociale dépassant le
une qualité de vie et une protection contre expositions au plomb, etc.), les environne- leur forte hétérogénéité en termes d’âge, de cadre strict des impacts sanitaires.
les agressions. Ils sont, à ce titre, au cœur ments de proximité demeurent sur le vulnérabilité (enfants, personnes âgées), Pour exemple, la complexité des environ-
des préoccupations de la population dans devant de la scène et font toujours l’objet d’état de santé (asthmatiques, cardiaques, nements intérieurs dont les usages hété-
un contexte d’attentes de plus en plus de situations d’alertes sanitaires. insuffisants respiratoires, handicapés), de rogènes ne permettent pas de s’appuyer
fortes de protection et de bien-être à Parallèlement, l’émergence de nouveaux ressources et de droits. sur des paramètres stables (diversité des
l’échelle de chaque individu. Ainsi, la facteurs de risques liés à l’innovation tech- L’impact sur leur santé (au sens d’un état interactions entre les expositions de popu-
pér iode récente a v u poi ndre des nologique (nanotechnologies, chimie de complet de bien-être physique, mental et lations très hétérogènes à des cocktails de
demandes de confort thermique d’hiver synthèse, intégration de nombreux réseaux social, ne consistant pas seulement en une polluants et de gênes multisensorielles)
et d’été, de protection contre les bruits de communication, véhicules, etc.) et au absence de maladie ou d’infirmité, comme rend difficile une analyse objective des
extérieurs puis intérieurs, de confort contexte général des mutations sociales défini par l’OMS en 1946), tant au niveau situations et une intervention dans des
1- Baromètre IRSN sur la
perception des risques et visuel et aérothermique, d’éclairage per- (vieillissement de la population, mobilité, individuel que collectif, résulte de la dégra- espaces d’usage très différents (publics,
de la sécurité des Français, formant, mais aussi de qualité sanitaire structure matrimoniale) renforce la dation de leur environnement de proxi- privés).
rapport IRSN-DSDRE n°28,
au sein des bâtiments et de confort des demande de connaissances sur ces nou- mité en termes d’accessibilité, de pollution,
juillet 2010.
espaces urbains extérieurs. velles situations en termes de besoins et de perceptions sensorielles (odeur, bruit, Dans ce contexte, un grand nombre d’ac-
2- Lucas J-P., Ramalho O., Alertés par des crises sanitaires succes- d’impacts sur les espaces de vie, afin de chaleur, etc.) ou mentales (stress au travail) teurs (institutions, entreprises, associa-
Ribéron J., Kirchner S.,
(2009), État de la ventilation sives (sang contaminé, amiante, Médiator) préparer l’action et la décision. et du niveau de solidarité dans la prise en tions de protection de l’environnement,
dans le parc de logements et en déficit de confiance vis-à-vis des ins- charge des plus isolés et des plus démunis associations de malades et de victimes,
français, Rapport OQAI titutions chargées de leur sécurité1, les Dans un monde de diversité (pour exemple, les faits récents de la cani- partenaires sociaux et scientifiques) sont
CSTB DESE/SB – 2009-037,
juin 2009, p. 1-84. citoyens sont, aujourd’hui, acteurs de leur et d’inégalités cule ou de l’ouragan Katrina). parties prenantes de la décision visant à
environnement. Ils souhaitent vivre dans Les environnements concernés présentent protéger et prévenir les populations. Par
des limites socialement et économique- une très grande diversité de morphologies Des décisions à prendre dans ailleurs, les responsables en charge des
ment acceptables. urbaines avec des parcs de bâtiments en un contexte d’incertitude politiques de la ville ou de la gestion des
service souvent très anciens2, qu’il s’agisse et de désappropriation des citoyens bâtiments sont face à des problématiques
En effet, malgré des progrès manifestes, d’immeubles tertiaires, d’établissements Les décideurs sont amenés à prendre des intégrées telles que la sobriété énergétique
dans la sécurité sanitaire des espaces de scolaires, de loisirs ou de logements, ce qui mesures dans des situations souvent de la ville et des bâtiments, le confort
vie, au niveau urbain (pour exemple, les rend la tâche d’autant plus ardue. caractérisées par de fortes incertitudes acoustique, thermique, olfactif et visuel
8 RECHERCHE _ FEUILLES DE ROUTE POUR l'horizon 2020 9Contexte
et enjeux
Tous
citoyens
et usagers
des espaces. Des critères qui répondent au Cependant, le public directement concerné En appréhendant le sens réel Les questions de santé et de qualité de l’air 3- Le travail fondateur de
plus près de la préoccupation des citoyens par les décisions ne montre pas qu’il s’ap- des comportements et de l’usage intérieur comme l’acoustique sont désor- Nicole Haumont (1966)
avec L’habitat pavillonnaire,
afin d’optimiser l’attractivité des espaces proprie ces enjeux, et ce à cause notam- La connaissance des populations habitant mais des sujets à part entière. Elles justi- l’Harmattan, Paris,
dont ils ont la charge. Ils sollicitent égale- ment, de l’écart important entre l’univers et utilisant les bâtiments est essentielle fient la reconsidération des pratiques du reprenant la pensée d’Henri
Lefevbre. Le travail plus
ment des outils de gestion simples et pou- techno-scientifique des politiques de ges- afin d’optimiser la mise en œuvre de solu- domicile, des espaces de travail et des bâti- récent de Jean-Yves Authier
vant être déployés à moindre coût, qu’ils tion et des innovations mises à sa disposi- tions constructives. Si depuis longtemps, ments de service. En produisant de nou- (dir) 2001, Du domicile
pourront mettre en œuvre rapidement tion, et celui des citoyens eux-mêmes. Les les travaux les plus connus sur la vie quo- veaux espaces de questionnement attachés à la ville, Anthropos, Paris,
se place dans sa continuité.
dans le cadre de leur mandat. travaux menés par l’Observatoire de la tidienne dans les bâtiments, se sont foca- à la compréhension des comportements
qualité de l’air intérieur (OQAI) ont pour- lisés sur les pratiques du logement 3, dans le cadre bâti, dans un contexte de 4- Heerwagen J., Zagrus l.
Les moteurs de l’action sont le plus souvent tant montré le rôle majeur de l’occupant désormais, des recherches, en particulier changement climatique, les appels à pro- (2005), The human factors of
sustainable building Design :
des contraintes incitatives ou réglemen- sur les niveaux de pollution auxquels il est anglo-saxonnes4 se multiplient sur les jets ANR6, du comité socio-économie du Post Occupancy Evaluation of
taires de plus en plus sévères inhérentes soumis, au travers de son comportement modes d’occupation des espaces de Prebat et du Puca révèlent l’évolution consi- the Philip Merrill Environmental
center, center for the built
aux critères de précaution minimisant les aggravant (tabagisme, utilisation de pro- bureaux. dérable de la commande publique en environment, university
responsabilités individuelles et collectives. duits d’entretien, de masquant d’odeur, matière de recherche. of California, Berkeley,
Aujourd’hui, un grand nombre de décisions bricolage, etc.) ou améliorant (comporte- Cette évolution récente s’est faite en lien paper SR_CBF_2005.
établies au regard de priorités locales (loi ments d’aération) les situations. étroit avec l’émergence des préoccupa- 5- La récente commission
sur l’environnement, loi cadre Bruit de tions gouvernementales en matière de spéciale du développement
1992, PRQA, PDU, PRSE, Zones d’actions Parallèlement, l’occupant est également réduction des consommations énergé- durable a également fait
de la question de l’usage de
prioritaires pour l’air), nationales (Gre- victime de dysfonctionnements liés à son tiques des bâtiments. Les usages de l’éner- l’énergie dans les bâtiments
nelle/PNSE2, plan Particules, plan Cancer) environnement de proximité (niveaux de gie dans les bâtiments apparaissent l’objet de ses travaux
avec la volonté de conjuguer
et internationales (Directives produits de pollution élevés en lien avec des systèmes désormais comme un sujet de recherche l’ensemble des connais-
construction, REACH, NEHAP, etc.) for- de ventilation, de chauffage, de produits à part entière au côté des travaux tech- sances produites par
ment le cadre institutionnel et juridique de construction ou de décoration). De niques sur leur performance5. les chercheurs de tous
horizons.
des décisions de gestion et d’aménagement même, il peut être démuni face au choix
des espaces de vie. de produits mis sur le marché, sans À l’issue des différents comités du Gre- 6- Les ANR Ville Durable
information sur leurs caractéristiques nelle, les sollicitations ont poussé la com- (2008-2010), Bâtiment et Ville
Durable (2011) et Sociétés
sanitaires ou face à des solutions techno- munauté scientifique à réinterroger les innovantes : innovation, nouvelle
logiques conçues sans considération des modes “d’habiter” et l’occupation fonc- économie, modes de vie (2011).
usages réels. tionnelle ou occasionnelle des bâtiments
à partir d’angles inédits.
10 RECHERCHE _ FEUILLES DE ROUTE POUR l'horizon 2020 11Contexte
et enjeux
La sécurité,
plus qu’une
attente,
une exigence
L
e champ de contraintes, a priori, (incluant, au sens large, la sécurité civile et incendie, inondation, etc.) ; la gestion de la • l’évolution de pratiques architecturales
dans lequel s’élaborent les besoins les services publics d’aménagement et de sécurisation pour éviter les risques induits ; (apparition de produits et de procédés
en bâtiment est déterminé par les logement), et politique économique et fis- enfin, selon l’intensité de la crise, la phase nouveaux).
évolutions de la société (en parti- cale. Dans le domaine du bâtiment, la poli- de récupération économique et de recons-
culier les déterminants démographiques tique publique est ainsi marquée par les truction plus ou moins aisée et selon des Il est à noter que chaque risque doit être
et l’évolution de l’aversion au risque dans fondamentaux suivants : choix constructifs qui peuvent avoir été considéré à une échelle spatiale qui lui est
l’opinion), celles très probables de notre • la mise en œuvre des traités européens, pris, lors de la conception (on parle, dans adaptée. Le risque inondation, par exemple,
environnement (en particulier le change- avec en particulier, les politiques de libre ce contexte, de résilience). Cette probléma- suppose des actions au niveau des compo-
ment climatique, tant en termes de straté- circulation des biens et des services qui tique s’impose pour des risques à l’échelle sants des bâtiments, mais aussi à l’échelle
gie de limitation des émissions des gaz à tendent à promouvoir une vision perfor- du bâtiment jusqu’à celle des quartiers et du quartier et de la ville, voire du bassin
effets de serre que d’adaptation), et par les mancielle pouvant faire évoluer l’articula- des villes. Par exemple, deux bâtiments versant, afin de limiter l’impact lors d’épi-
politiques publiques menées par l’État. Ces tion traditionnelle des acteurs de la apportant une même sécurité incendie sodes de précipitations exceptionnelles ou
dernières s’appuient sur les domaines réga- construction ; peuvent provoquer des dommages aux de submersions marines.
liens traditionnels : traités internationaux • la volonté de pérenniser les dispositions biens et des besoins de réparation très dif-
et politique étrangère, politiques de défense du Code civil sur les responsabilités dans férents ou, face à une même inondation, Au-delà de cette dimension, il importe
et de justice, domaine de l’intérieur la construction, par le maintien du sys- des choix différents d’aménagement également, de placer les actions de
tème d’assurance décennal actuel ; urbain peuvent être à l’origine de dom- recherche dans une vision systémique,
• la volonté d’assurer un niveau de maîtrise mages et de besoins de reconstruction très intégrant les différentes échelles cogni-
le plus élevé possible des risques civils – diversifiés. tives de la maîtrise des risques : les pra-
tant accidentels que chroniques – en com- tiques constructives tout autant que les
paraison avec les autres pays de l’OCDE ; Décliné spécifiquement dans le domaine aspects comportementaux, la gestion d’un
• la volonté d’assurer le logement pour de la maîtrise des risques accidentels, ce parc de bâtiment ou d’un quartier, etc. Bien
tous, incluant l’accessibilité aux personnes champ de contraintes conduit à l’existence entendu, la prise en compte de ces échelles
à mobilité réduite et la réduction de la frac- de déterminants, ultimes moteurs de la dépend des aléas.
ture numérique au moindre coût. recherche qui sont les suivants : À l’échelle du bâtiment, un autre axe qu’il
• l’évolution des exigences de la société importe de souligner est celui de la seg-
La maîtrise des risques se décline en (transformation de la relation au risque) ; mentation par type d’usage : logement
grands horizons temporels : la phase de • l’évolution du contexte (usage, énergie, individuel, copropriété, parc social, établis-
conception et d’usage ; le moment, souvent environnement, changement climatique, sement recevant du public (dans toute leur
de durée limitée, de crise aiguë (séisme, vieillissement de la population) ; diversité), immeuble industriel ou tertiaire.
12 RECHERCHE _ FEUILLES DE ROUTE POUR l'horizon 2020 13Contexte
et enjeux
Construire
au jourd’hui
pour demain
L
es enjeux du développement • Comprendre et prévoir pour concevoir, Face à ces enjeux et en appui aux cinq Ces feuilles de route sont mises en œuvre
durable et les mutations de la analyser les systèmes complexes et appro- politiques publiques majeures du secteur sous la forme de projets de Recherche et
filière nécessitent de revisiter les fondir la connaissance scientifique dans de la construction (sécurité, social/écono- Développement pluriannuels. Ils visent à
modes de conception-réalisation- tous les secteurs de l’industrie et des ser- mie, santé, énergie/environnement, inté- répondre aux questions identifiées et
gestion des bâtiments et d’aménagement vices, dans l’ensemble des grands défis grabilité numérique), les feuilles de route posées à la recherche.
des espaces urbains avec une obligation scientifiques actuels et dans le contexte des de la recherche pour l’horizon 2020 sont
de résultats et de garantie des perfor- enjeux de société critiques tels l’environ- organisées en cinq priorités scientifiques L’ensemble de ces projets répond de
mances. Cela induit des défis scientifiques, nement, le changement climatique, la bio- et techniques, dont les ambitions et struc- manière transversale à ces objectifs :
technologiques, économiques et organisa- logie ou encore la santé. turations sont présentées dans cet ouvrage. • associer des chercheurs ayant développé
tionnels majeurs pour l’ensemble des • Concevoir et piloter grâce à la simulation des compétences relevant des diverses
acteurs (maîtres d’ouvrage, gestionnaires et l’optimisation numériques devenues priorités ;
de parcs, maîtres d’œuvre, entreprises de incontournables pour assister les concep- • permettre l’émergence de démarches
construction, sociétés de services énergé- tions de produits, de procédés, d’infras- pluridisciplinaires innovantes ;
tiques, assureurs, etc.), notamment dans tructures de production, de surveillance et • inclure une future co-programmation
l’acquisition, le partage et l’analyse des plus généralement pour contrôler des sys- importante avec les partenaires acadé-
informations. tèmes complexes, tant dans le monde de la miques ;
En effet, il est à présent reconnu, que ces recherche que de l’industrie. • établir des partenariats avec les acteurs
objectifs ambitieux ne pourront être • Décider et agir avec des outils d’aide à la professionnels concernés ;
atteints que par une collaboration entre prise de décision stratégique. Les simula- • intégrer la dimension européenne et
7- Cf. Appel à projets ANR l’ensemble des acteurs. tions permettent de réduire les cycles de internationale.
Modèles numériques. conception, d’optimiser et de conduire les
Parallèlement, les avancées de la recherche procédés industriels et d’estimer les
scientifique7 dans différents secteurs en risques attendus avant toute prise de déci-
matière de modélisation, simulation et sion. Enfin, elles sont le seul élément global
optimisation permettent de mieux appré- permettant d’intégrer et visualiser toutes
hender les différentes phases qui suivent. les informations et interactions dispo-
nibles, factuelles ou inhérentes.
14 RECHERCHE _ FEUILLES DE ROUTE POUR l'horizon 2020 15du quartier à
la ville durable
P
ortés par cette priorité scientifique, dans une perception renouvelée de la planifi-
les enjeux généraux consistent à cation, de la conception-réalisation des projets
favoriser l’émergence d’une nouvelle urbains et de la gestion de la ville. Le dévelop-
manière de concevoir et d’aménager pement urbain durable entre dans une phase
les villes, applicable aux différents types où les approches portées par les sciences
d’espaces urbains, périurbains, voire encore humaines et sociales se combinent nécessai-
non urbanisés. rement avec les sciences physiques et écono-
• Le renouvellement urbain est le contexte miques, avec une logique de performances à
majeur à prendre en compte en Europe, où le atteindre en réponse aux engagements des
développement urbain concerne, pour l’es- politiques publiques.
sentiel, la fabrique de la ville sur elle-même.
• L’existence d’objectifs quantitatifs amè- La Recherche et Développement du CSTB
nera de plus en plus à évaluer la durabilité entre 2007 et 2010 a permis de progresser sur
de l’aménagement urbain en fonction de plusieurs plans :
critères mesurables. • organisation de la recherche en équipes plu-
• Les recherches sur la durabilité de la ville et ridisciplinaires favorisant des réponses moins
la prospective territoriale participeront forte- cloisonnées et plus systémiques ;
ment à l’élaboration, à moyen terme, d’une • mobilisation des sciences de l’ingénieur sur
vision partagée de la société post-carbone. l’analyse des systèmes urbains pour l’aide à la
conception urbaine et à l’aménagement ;
Pour répondre à ces enjeux, les collectivités • coordination entre formes urbaines et mobi-
locales et les opérateurs qui conçoivent, lité afin de favoriser la qualité urbaine et
construisent et gèrent les villes doivent dis- consolider des politiques urbaines de protec-
poser de méthodes et outils adaptés, sur la tion du climat ;
base des connaissances spécifiques du bâti- • reconnaissance de l’échelle opérationnelle
ment et de la ville, intégrés dans leur environ- du quartier comme support d’une expertise
nement respectif. scientifique ;
Pour la communauté des chercheurs du CSTB, • créat ion d’un nouveau domaine de
le défi consiste à développer les approches recherche : l’économie de l’aménagement et
multidisciplinaires combinant sciences et l’économie territoriale.
techniques avec économie et sciences sociales,
Ile de Nantes, projet de renouvellement urbain
au centre de l’agglomération nantaise. Valorisation
de friches industrielles du chantier naval Dubigeon.
Atelier Alexandre Chemetoff
17Structuration
de la priorité
scientifique
Ambitions
de la priorité
scientifique
• les approches systémiques des enjeux
(optimisation énergétique et réduction
des émissions de GES, renouvellement
urbain, etc.).
L’objectif du CSTB est de proposer aux déci-
deurs et aux acteurs locaux, des méthodes
et des outils leur permettant de mieux gou-
L
verner les projets urbains, d’apprécier les
a priorité “Du quartier à la ville conséquences de leurs choix sur le long
durable” s’appuie au CSTB sur une terme et d’améliorer l’évaluation de la
vision systémique qui place le pro- robustesse des solutions envisagées : dia-
jet urbain opérationnel au cœur gnostic, prise de décision, évaluation des
des problématiques de recherches et valo- performances, modélisation, observa-
1
rise des approches intégrées urbaines toires, bonnes pratiques.
(multicritères, couplées, etc.). Les objets de Les object ifs f ixés aux recherches
recherche intègrent la nécessaire articula- consistent principalement à contribuer à
tion entre, d’une part, l’échelle du projet un aménagement plus durable des villes et
opérationnel avec ses finalités propres et, des territoires : Axe Questions
posées à la
À l’horizon 2020, d’autre part, l’échelle de la ville durable, • développer des outils d’ingénierie de recherche
au travers du volet voire du territoire, qui demeure un proces- conception et de gouvernance des projets
recherche de la sus permanent.
“Du quartier à la ville durable” contribue à
urbains ;
• contribuer à l’optimisation énergétique
Contribuer au territorial, en tant que tel, n’est pas une
priorité de recherche du CSTB mais repré-
➊ • Comment articuler
l’influence des modes
priorité scientifique
“Du quartier à la ville
l’orientation stratégique du CSTB sur l’inté-
grabilité de solutions cohérentes avec le
territoriale et à la préservation des res-
sources naturelles ;
développement sente plutôt la contribution du projet
urbain opérationnel. En effet, “Contribuer
de gouvernance
(aux différentes échelles)
et l’impact des décisions
durable”, le CSTB
se fixe pour ambition
Grenelle au profit des bâtiments durables.
Les thématiques de R&D portées par les
• développer des indicateurs et des critères
sur la base de mesures et données identi-
territorial au développement territorial” pose des
questions à la recherche, notamment
des acteurs
socio-économiques ?
autres priorités scientifiques et techniques fiables ; autour des thématiques suivantes : • Quels sont les
d’apporter aux (maîtrise des risques, santé, confort, usage, • contribuer à la qualité du cadre de vie
mécanismes efficients
de coordination ou
collectivités locales
C
etc.) enrichissent via des approches plus urbain, en assurant une bonne intégration 1 − Les dynamiques urbaines : de mise en cohérence
des décisions sur
et aux opérateurs sectorielles, la dimension urbaine. des bâtiments et des infrastructures dans e premier axe concerne les interactions avec les conséquences des sujets tels que
La R&D concernée doit favoriser l’explora- leur environnement proche ; démarches et processus permet- liées au développement territorial. l’occupation des sols,
urbains des tion des interfaces et des interactions • améliorer la résilience urbaine et maîtri- tant la mise en œuvre du déve- Le développement urbain durable se les politiques foncières
méthodes et des entre : ser les vulnérabilités ; loppement durable urbain au construit sur le long terme au travers
et du logement,
les modes de transport
outils urbains pour • les échelles spatiales (bâtiment, quartier, • mettre en cohérence, à l’échelle de la travers de l’aménagement opérationnel. Le d’ajustements entre les modes de dévelop- et le développement des
activités économiques
un développement ville, territoire, etc.) ; ville, les actions et les flux dans les diffé- projet d’aménagement, sur un périmètre pement économique et urbain, les dyna-
(commerces, industries,
• les domaines d’intervention (bâti, espaces rents secteurs, en articulation avec les donné, intervient comme un levier vers les miques territoriales qui en résultent et les etc.) ?
urbain durable. publics, infrastructures, services, etc.) ; mobilités. territoires durables. Le développement politiques qui les orientent.
18 LA RECHERCHE AU CSTB_FEUILLES DE ROUTE POUR 2020 19Du quartier
à la ville
2
durable
Axe
Aller vers
une ville propre
2 − L’ingénierie de conception et de
gouvernance des projets urbains :
3 − L’évaluation et le suivi : différents
types d’évaluation, de modalités
➌ • Quelles sont la
caractérisation et les
et résiliente marges de manœuvre pour son optimisa-
tion. De même, il s’agit d’analyser les
➋ • Quelle est la bonne
échelle spatiale ? Par
mesures de la durabilité exemple, faut-il gérer
aide à la décision, conduite de projet, et de cibles au vu des cadres boucles économiques locales pertinentes l’eau avec un réseau
d'analyse, de l’intégration
C
outils de modélisation, développement Les méthodes d’évaluation qui sont le plus qui permettent d’optimiser durablement couvrant toute la ville ou
des dimensions à l’échelle d’un quartier,
des potentiels urbains, transversalité souvent sectorielles, prennent peu en économiques, sociales et axe concerne la préservation l’usage des ressources locales et de réduire
voire d’un ensemble de
Aujourd’hui, les collectivités territoriales compte les interactions entre sujets. Par et environnementales, de des ressources et l’adaptation au les nuisances de la ville sur l’environnement. bâtiments ?
et les aménageurs se trouvent en première exemple, des liens existent entre les formes l’articulation des échelles changement climatique avec
spatiales et temporelles, • Une meilleure
ligne en matière de développement durable urbaines et les flux de matières et d’énergie etc. ? une orientation sur le caractère 3 − La résilience urbaine et les optimisation de
urbain. C’est en effet à eux que revient la qu’elles génèrent, sous l’angle des corréla- “viable” du développement durable vulnérabilités : aléas naturels, risques l’utilisation des flux
• Comment passer de matières, mobilisées
mission de réduire les incidences négatives tions physiques et des critères liés aux d’une évaluation (environnement et économie). “Aller vers sanitaires, risques urbains par les activités de
de l’urbanisation sur l’environnement, d’en modes de vie (péri-urbanisation, modes de environnementale une ville propre et résiliente” pose des (technologiques, sociaux) des bâtiments construction et
(analyse du cycle de vie, d’aménagement au sein
limiter les impacts économiques, de main- déplacement, etc.). “ex-post”, etc.) à une questions à la recherche, notamment et des infrastructures
de territoires, est-elle
tenir l’équité sociale et de créer un cadre évaluation plus intégrée ? autour des thématiques suivantes : Différentes formes de risques (en lien ou envisageable ?
de vie meilleur. 4 − Les indicateurs et critères, non avec le changement climatique et ses
les mesures et données : ➍ • Quelles 1 − L’optimisation énergétique impacts) pèsent sur les espaces urbanisés ➌ • Comment penser
méthodologies, quels ces actions d’atténuation
instrumentation, observatoire outils de mesure et types territoriale : consommation en énergie et les sociétés urbaines. Des stratégies
et d’adaptation (leurs
Les critères d’analyse et les systèmes d’in- de monitoring sont-ils et limitation de l’impact d’adaptation et d’atténuation, destinées à articulations et
dicateurs qui peuvent servir à orienter les à utiliser pour l’efficacité environnemental de la fabrication, du accroître la résilience urbaine face aux coordination) dans
énergétique, la mobilité une stratégie cohérente
choix d’aménagement urbain demandent aux différentes échelles renouvellement et du fonctionnement changements, sont élaborées. et intégrée avec les
à être largement précisés, notamment en spatiales ? de la ville et des réseaux urbains préoccupations de
ce qui concerne la traduction des politiques En complément aux efforts ciblés en développement urbain
• Comment valoriser une durable, notamment
publiques, ou l’accompagnement du projet évaluation socio-urbaine matière de réduction de GES et de sobriété en lien avec les usages,
opérationnel. qui ne soit pas strictement énergétique pour le bâtiment, il faut exa- les conditions futures
quantitative ? de fonctionnement,
miner l’échelle intégratrice de la mobilité
• Comment favoriser Questions la réversibilité des
l’agrégation, l’exploitation et des constructions sur le territoire urbain posées à la ➊ • Aux échelles aménagements ?
et la valorisation des et repenser l’évolution des usages de l’éner- recherche du quartier et de la ville,
quelles articulations • Quels sont les
données (usages, gie à l’échelle de la ville. méthodes et outils à
pratiques, etc.) intègrent-elles les
logiques émergentes mettre en place, pour
à des fins de recherche
Questions
posées à la
➋ • Quels sont les outils et d’observation ? 2 − La préservation des ressources des îlots à énergie que les villes deviennent
plus résilientes grâce
recherche
et les méthodes pour positive ?
la gouvernance et la naturelles : optimisation et gestion à une gestion optimisée
conduite des projets des ressources (hors énergie) liées • Peut-on parvenir à des réseaux techniques
intégrant des approches un modèle multi-échelle les plus structurants
à la construction, exploitation, et multitemporel de la et à une meilleure
sur : l’aide à la décision et
aux choix stratégiques ; déconstruction, réseaux relation forme et énergie gouvernance multi-
les arbitrages entre Il s’agit de mieux cerner le métabolisme urbaine ? échelle et multi-acteur ?
dimensions • Comment mettre
environnementales, urbain (consommation et rejet de matières
premières, d’eau, etc.) pour identifier les en œuvre des synergies
économiques et d’exploitation entre
sociales ; la gestion différents types
du patrimoine ? d’infrastructures et/ou
• Quels sont les outils services : utilisation
de conception, des réseaux, couplages
de visualisation et énergétiques possibles
de simulation à l’échelle entre bâti et transport,
du projet, supportés adaptation des
par une maquette infrastructures
numérique urbaine ? techniques en tenant
compte d’usages
multiples ?
20 RECHERCHE _ FEUILLES DE ROUTE POUR l'horizon 2020 21Du quartier
à la ville
durable
Axe 3
C
et axe concerne le cadre de vie,
les usages et les services avec
une orientation sur le caractère
“vivable” du développement
durable (environnement et social). “Amé-
Améliorer
le cadre C
et axe concerne l’économie, la
gest ion urbaine avec une
orientation sur le caractère
“équitable” du développement
durable (économie et social). “Développer
Axe 4
liorer le cadre de vie urbain” pose des ques-
tions à la recherche notamment autour des
de vie urbain l’économie urbaine” pose des questions à
la recherche notamment autour des
Développer
thématiques suivantes : thématiques suivantes :
l’économie
1 − La qualité urbaine : urbanité, mixités,
conception des espaces publics, qualité 3 − Les services : services innovants, ➋ • Comment, outre
1 − La gestion urbaine : cadre bâti,
services et réseaux associés, services
urbaine
des ambiances urbaines (approches apports des NTIC, mobilités le métabolisme de la ville, urbains (culture, commerces, sports, etc.)
problématise-t-on le lien
multicritères, bruit, vent, etc.) Les interférences entre l’évolution des entre les formes urbaines Les premières cibles de la R&D du CSTB sur
La ville durable ne doit pas être appréhen- modes de vie, les contraintes énergétiques et la conception ou la gestion urbaine sont les communes et
dée sous le prisme unique de la question ou environnementales et le développement le renouvellement leur Epci (Établissement public de coopéra- 2 − L’économie urbaine :
des tissus urbains ?
environnementale. Cette approche pour- des technologies de l’information et de la tion intercommunale), premiers contribu- contractualisations, coûts de la ville, coût
rait accentuer la compétition entre terri- communication vont concourir à l’émer- • Les conceptions teurs à la gestion urbaine. Les autres cibles global, aspects sociaux Questions
architecturales et posées à la
toires et activer des formes d’exclusion et gence de nouvelles pratiques, de nouveaux urbaines qui répondent sont les gestionnaires urbains publics (ou La recherche en économie urbaine doit per-
recherche
d’inégalités allant à l’encontre de la dura- concepts de services et d'autres activités à des exigences parapublics) : bailleurs sociaux, État, mettre le développement des travaux
techniques d’efficacité
bilité sociale. non technologiques. énergétique et de départements, concessionnaires des d’analyse économique sur les coûts de la
gestion raisonnée des réseaux publics. ville et les conditions de contractualisation ➋ • Dans quels cas,
2 − Les formes urbaines et les modes ressources, traitent-elles qui pourraient favoriser une évolution l’aménageur, le promoteur
des enjeux d’urbanité ? et l’investisseur ont-ils
d’habiter : densités, périurbain, Questions
posées à la
➊ • Comment mieux urbaine plus durable. intérêt à contractualiser ?
écoquartier, etc. caractériser la contribution Comment concevoir
Questions
➌ • Comment faire recherche
de la gestion urbaine aux des structures
En complément aux questions posées posées à la ➊ • Comment combiner cohabiter des services enjeux sociaux, Pour contribuer à ces recherches, le réseau
de gouvernance qui
autour de la densification, la mixité, la mul- recherche qualité environnementale collectifs anciens avec économiques de recherche Édud (Économie et dévelop-
et qualité de vie ? des systèmes plus regroupent ces acteurs
tipolarité, etc., l’organisation spatiale de la et environnementaux pement urbain durable), a été créé sous sur le cycle de vie
Comment réduire individualisés, du développement
ville a des conséquences sur les modes l’exposition des tout en assurant l’impulsion de la direction R&D du CSTB du projet ?
urbain durable ?
d’habiter et les pratiques de mobilité. populations aux une certaine équité en 2008. Édud associe le Centre internatio- • Comment proposer
nuisances urbaines de traitement et • Quels outils et des éléments d’arbitrage
ou aux vulnérabilités une meilleure cohésion méthodes peut-on nal de recherche sur l’environnement et le
en termes de coûts/
environnementales sociale ? proposer aux acteurs ? développement (Cired), le Laboratoire bénéfices des formes
(inégalités écologiques, urbaines, susceptibles
précarité énergétique, • La co-construction d’économie de la production et de l’intégra-
de services par des d’orienter des choix en
etc.) ? tion internationale (LEPII), le Laboratoire matière d’urbanisme ?
approches d'innovation
• Dans le rapport aux ouverte, qui intègrent d’économie des transports (LET), le Labo-
lieux et à la qualité des l’utilisateur dans la ratoire ville, mobilité, transports (LVMT),
espaces urbains et conception, voire dans la l’École des mines ParisTech, le départe-
périurbains, comment production des services,
se structurent les modes est-elle favorisée ? ment Économie et Sciences humaines du
d’habiter et quelles sont CSTB et la mission Climat de la Caisse des
les urbanités favorables dépôts. Il a pour ambition de contribuer au
au lien social et
à l’habitabilité développement de la recherche écono-
des villes de demain ? mique dans le domaine du développement
• Comment prévoir urbain durable en prenant en compte les
et gérer les bruits préoccupations des acteurs socio-écono-
émergents dans la ville
durable de demain ? miques (élus, entreprises, associations).
22 RECHERCHE _ FEUILLES DE ROUTE POUR l'horizon 2020 23Vous pouvez aussi lire
