Bois contre acier : le calcul exact de la réduction du carbone incorporé dans les structures en bois massif

L’environnement bâti traverse une révolution structurelle — non pilotée par de nouveaux alliages ou composites futuristes, mais par un matériau que l’humanité utilise depuis des millénaires. Le bois, ré-ingénierisé via la technologie moderne du bois massif, devient l’un des outils les plus puissants pour décarboner la construction. Mais les affirmations ne suffisent plus. À l’heure de la responsabilité climatique, nous avons besoin de chiffres précis et vérifiables, non d’hypothèses optimistes.

Cet article détaille la vraie différence de carbone incorporé entre le bois et l’acier à travers deux des bâtiments en bois massif les plus rigoureusement étudiés d’Amérique du Nord.

Ce que mesure réellement le carbone incorporé

Le carbone incorporé représente l’ensemble des émissions de gaz à effet de serre générées par la création des matériaux d’un bâtiment — de l’extraction et du sciage au transport et à l’installation. Alors que les émissions opérationnelles diminuent grâce aux réseaux d’énergie propre, le carbone incorporé représente désormais :

• jusqu’à 50 % des émissions sur la durée de vie d’un bâtiment, et
• près de 100 % des émissions pour les bâtiments à bilan carbone net zéro.

L’acier et le béton dominent les émissions mondiales car leur production est intrinsèquement gourmande en carbone. Le ciment libère environ 0,9 tonne de CO₂ par tonne produite, tandis que la fabrication d’acier primaire peut dépasser 2,5 tonnes de CO₂ par tonne — un chiffre tiré par les hauts-fourneaux au charbon.

Le bois se comporte différemment. Il stocke le carbone absorbé pendant sa croissance. Lorsqu’il est récolté de manière responsable et utilisé dans des bâtiments à longue durée de vie, ce carbone reste emprisonné pendant des décennies.

Étude de cas : Barry Mills Hall (Bowdoin College, Maine)

Le Barry Mills Hall du Bowdoin College est l’une des démonstrations les plus claires de l’avantage carbone du bois massif. Conçu par Leers Weinzapfel Associates, le bâtiment utilise des poutres en lamellé-collé et des panneaux CLT pour l’ensemble du système structural.

Une analyse de cycle de vie (ACV) complète, vérifiée selon ISO 14044 et EN 15978, a conclu :

• Réduction de 75–80 % du carbone incorporé par rapport à une version structure acier.
• Le seul système structural a réduit les émissions de ~55 %.
• Le bois utilisé dans le bâtiment a stocké ~430 tonnes de CO₂e, poussant le bilan carbone net dans le négatif.

Ce n’est pas un geste symbolique. Il s’agit d’un retrait mesurable de carbone atmosphérique équivalent à retirer près de 100 voitures de la route pendant un an entier. Le bâtiment devient un coffre-fort carbone à long terme.

Étude de cas : Kaiser Borsari Hall (Western Washington University)

Kaiser Borsari Hall, conçu par Mithun et DCI Engineers, est un moment charnière pour le bois dans des environnements techniques à haute performance — spécifiquement l’enseignement STEM et la recherche.

Son système hybride comprend des planchers et murs CLT portés par une charpente en lamellé-collé, avec un minimum de béton uniquement là où c’est structurellement nécessaire.

Les résultats d’ACV revus par des pairs montrent :

• une réduction de 60 % du potentiel de réchauffement planétaire (PRP) par rapport à une base béton-acier conventionnelle,
• une réduction de 30 % des déchets de chantier grâce à la fabrication hors site,
• un calendrier de construction raccourci de quatre mois, réduisant la consommation de carburant sur place,
• 620 tonnes de carbone biogénique stockées dans la structure,
• et ~380 tonnes de CO₂e évitées par rapport à l’alternative conventionnelle.

Combinés, cela donne un bénéfice carbone net de 1 000 tonnes — équivalent à préserver 250 acres de forêt américaine pendant une année entière.

Le schéma plus large à travers les références de l’industrie

À la dizaine d’ACV publiées en Amérique du Nord et en Europe, le bois massif démontre constamment :

• Des réductions de carbone incorporé de 60–85 %, selon le type de système.
• La capacité de stocker plus de carbone qu’il n’en émet lorsque le stockage biogénique est inclus.
• Des impacts bien moindres dans des catégories telles que l’acidification, l’eutrophisation et l’appauvrissement de l’ozone.
• Moins d’émissions liées à la logistique de chantier grâce à un poids plus léger et une installation plus rapide.

Pour traduire cela à l’échelle réelle : un immeuble de bureaux en bois massif de hauteur moyenne (environ 8–12 étages) évite typiquement 2 000 à 3 000 tonnes de CO₂e par rapport à l’acier.

Cela équivaut à :

• la consommation électrique de 350 foyers américains sur un an, ou
• éviter 700 vols transatlantiques aller-retour.

Arguments opposants courants et données réelles

1. Impact sur les forêts

Les deux études de cas ont utilisé du bois certifié FSC ou SFI, avec des taux de récolte inférieurs aux taux de régénération. Les forêts américaines et canadiennes ont augmenté en volume net au cours des 30 dernières années, même alors que la demande en bois croissait.

2. Scénarios de fin de vie

Même dans des scénarios pessimistes — tels que l’élimination en décharge — le bois garde un avantage carbone net sur une échelle de 100 ans. Avec les voies de réutilisation en développement (déconstruction des CLT, recyclage du bois d’ingénierie, biochar), l’écart se creuse encore.

Le bilan final

Les calculs précis de Barry Mills Hall, Kaiser Borsari Hall et des dizaines d’autres ACV pointent vers une seule conclusion :

Choisir le bois plutôt que l’acier n’est pas une préférence stylistique. C’est une stratégie climatique mathématiquement quantifiable.

Lorsque la structure d’un bâtiment peut retirer ou éviter des centaines — voire des milliers — de tonnes de CO₂e, la conversation passe du marketing de durabilité au fait d’ingénierie.

L’avantage du bois ne repose pas sur l’optimisme ou la publicité.

Il repose sur la physique, la biologie et l’arithmétique vérifiable.

Dans un monde où les échéances climatiques se resserrent, la précision n’est pas optionnelle —
elle est le nouveau standard d’excellence.