Bétons de bois, briques de terre crue, bétons intégrant des granulats recyclés, panneaux à base de coproduits industriels : les éco-matériaux pour la construction se développent et se diversifient, portés par la RE2020 et les objectifs de décarbonation du secteur.
Mais les industriels se heurtent à un obstacle dès qu’ils visent la mise sur le marché : les normes existantes ont été conçues pour les matériaux « historiques », comme le béton, la maçonnerie ou le bois. Elles ne couvrent pas les spécificités de ces nouveaux matériaux à plus faible impact environnemental.
Pour un responsable R&D dans le BTP, la question n’est pas seulement d’ordre technique. C’est un sujet commercial et juridique : sans certification reconnue, un matériau ne peut pas être assuré, ni convaincre des maîtres d’ouvrage, et encore moins répondre à des appels d’offres publics. Comment démontrer l’aptitude à l’emploi d’un matériau pour lequel il n’existe pas encore de référentiel ?
Cet article décrypte les démarches disponibles (ETPM, ATec, ATEx) et les bonnes pratiques pour structurer un parcours de certification rigoureux, même en l’absence de norme applicable.
Les référentiels normatifs du BTP ont été construits pour des matériaux dont le comportement est bien documenté : résistance à la compression du béton, module d’élasticité du bois, absorption d’eau des briques cuites, etc. Ces essais standardisés donnent des résultats cohérents parce que les matériaux qu’ils décrivent ont des propriétés connues et stables.
Les éco-matériaux viennent changer la donne. Appliquer un protocole normalisé à un béton de bois ou à une brique de terre crue donne souvent des résultats aberrants, non cohérents avec les conditions réelles d’usage. Quelques exemples :
Un béton de bois sollicité en compression se comporte différemment selon que l’essai est piloté en force ou en déplacement. Ce choix de pilotage, moins impactant pour un béton ordinaire, change fondamentalement les résultats obtenus et leur interprétation. La norme existante ne précise pas ce paramètre, car il ne posait pas de problème pour les matériaux pour lesquels elle a été conçue.
La terre crue a la capacité d’absorber et de restituer l’humidité en fonction de l’air ambiant. Cette propriété contribue au confort intérieur en aidant à réguler naturellement le taux d’humidité. En revanche, elle la rend aussi sensible aux alternances d’humidification et de séchage, des phénomènes généralement peu pris en compte dans les essais de durabilité classiques.
Les bétons biosourcés posent des questions similaires autour de la carbonatation, paramètre clé non seulement pour la durabilité mais aussi pour le bilan carbone du matériau.
Le risque pour l’industriel est réel : un dossier construit sur des essais inadaptés peut être rejeté par le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), retardant la mise sur le marché de plusieurs mois et laissant le terrain libre aux concurrents.
Face à ces limites, le CSTB a structuré des procédures d’évaluation technique adaptées aux matériaux et procédés innovants. Trois démarches coexistent, selon la nature du projet.
L’Evaluation Technique de Produits et Matériaux est une démarche volontaire de caractérisation intrinsèque d’un produit ou matériau pour lequel les référentiels de caractérisation sont insuffisants ou inexistants. Elle évalue l’aptitude à l’emploi du matériau, indépendamment de toute mise en œuvre spécifique.
C’est systématiquement la première étape. L’ETPM constitue le socle technique sur lequel s’appuient ensuite les Avis techniques (ATec) ou les Appréciations Techniques d’Expérimentation (ATEx), selon l’orientation donnée par le CSTB.
L’Avis Technique (ATec) s’applique quand le matériau est intégré dans une technique de construction dont on veut valider la performance globale. Il est délivré après instruction par le CSTB et engagement d’un groupe spécialisé.
L’Appréciation Technique d’Expérimentation (ATEx) concerne les projets innovants où une expérimentation in situ est nécessaire avant toute généralisation. Elle permet d’autoriser une première mise en œuvre sur un chantier réel, sous conditions.
Le choix entre les deux dépend de la maturité du matériau et du type de projet visé. L’ATec est destinée à un produit innovant mais stabilisé, destiné à être commercialisé largement. L’ATEx autorise un chantier particulier (ou une série de chantiers) utilisant une solution innovante ou non courante, avec un niveau de risque maîtrisé. Dans la pratique, c’est généralement le CSTB qui oriente l’industriel vers l’une ou l’autre voie.
Exemple : CAPACITÉS a accompagné CCB Greentech dans le développement d’un béton de bois innovant (TimberRoc). La mission portait principalement sur l’étude de la durabilité du matériau au travers d’essais mécaniques ainsi que la mesure de la carbonatation pour quantifier le taux de CO2 absorbé en fonction de la maturité du matériau (évolution du front de carbonatation). Chaque étape des essais a été discutée et convenue avec un expert du CSTB impliqué dès la mise en place du plan d’expérience du projet. Le résultat : l’ETPM et la FDES (Fiche de Déclaration Environnementale et Sanitaire) liées au matériau béton de bois TimberRoc ont pu être alimentées de manière rigoureuse par des démarches de caractérisation validées en amont.
C’est probablement le conseil le plus important. Attendre d’avoir des résultats d’essais pour soumettre un dossier au CSTB est une erreur fréquente. Si les essais ont été réalisés avec un protocole inadapté, le dossier sera rejeté et les essais devront être refaits. Pour être efficace, il faut mettre en place un travail tripartite dès le départ : industriel, laboratoire et expert évaluateur co-construisent le protocole ensemble, avec des jalons réguliers.
François BOUTIN, chef de projet chez CSTB, témoigne :
« En tant que Chef de Projet au sein de la Direction Sécurité, Structure et Feu, j’accompagne les industriels dans leur parcours d’évaluation de leurs procédés innovants, tant au niveau expérimental qu’au niveau de l’évaluation de leur matériau. En effet, l’innovation dans la construction avance plus vite que les normes.
Lorsqu’un produit, matériau ou semi-produit ne dispose pas encore de référentiel d’essais pour caractériser certaines de ses performances, les acteurs de la filière ont besoin d’un cadre fiable pour en évaluer l’aptitude à l’emploi. L’Évaluation Technique de Produits et Matériaux (ETPM) peut répondre précisément à ce besoin, en fournissant une caractérisation objective de ses performances intrinsèques, une base commune de compréhension pour tous les acteurs, et ainsi faciliter l’intégration du produit dans des procédés ou systèmes innovants. L’ETPM clarifie ainsi les performances du produit et facilite son intégration dans les démarches d’évaluation ultérieures (ATEx, Avis Techniques…).
Pour ce faire, il est nécessaire, préférentiellement en amont des démarches d’évaluation du procédé, d’échanger avec l’industriel pour appréhender les singularités de ce procédé innovant, les conditions de fabrication et les conditions d’emploi envisagé et ainsi identifier les performances à apprécier ainsi que les conditions expérimentales les plus adaptées et/ou représentatives des applications visées. »
La démarche de caractérisation doit prendre en compte une question simple : à quoi ce matériau va-t-il servir ? S’il est structurel, quelles résistances mécaniques doit-il garantir ? S’il est isolant, quelles performances thermiques et hydriques sont attendues ? C’est à partir de ces exigences, définies par des normes, que l’on choisit les essais pertinents, pas l’inverse. Cette approche évite le piège de mesurer des propriétés qui ne correspondent pas aux exigences des futures conditions d’exploitation.
Chaque famille d’éco-matériaux a ses spécificités :
✔️ Matériaux cimentaires (bétons recyclés, bétons biosourcés) : résistance mécanique, durabilité chimique, carbonatation, réaction sulfatique interne (RSI), etc.
✔️ Terre crue : sensibilité à l’eau, résistance à l’érosion, comportement hygrothermique, courbes de sorption/désorption de l’humidité, etc.
✔️ Matériaux composites à base de déchets : hétérogénéité des intrants, lixiviation éventuelle, réaction sulfatique interne (RSI), vieillissement accéléré, etc.
Pour en savoir plus, découvrez notre guide pratique « Éco-matériaux dans le BTP : quels essais pour garantir performance et conformité ? ».
Pour qu’un dossier d’évaluation soit recevable par le CSTB, le rapport d’essais doit être réalisé par une entité juridique claire et validé par une personne engageant sa responsabilité. Les produits testés et les protocoles d’essais doivent être clairement décrits et le matériel métrologique raccordé. Une accréditation de ces essais n’est pas obligatoire mais si le laboratoire est couvert par une accréditation, cela peut être un plus.
Il est aussi recommandé que les équipements d’essai soient étalonnés par un organisme reconnu, comme le CERIB ou Bureau Veritas. Loin d’être une simple démarche administrative, cela garantit la fiabilité, la reproductibilité et l’opposabilité des résultats présentés au CSTB. « Nous avons fait intervenir le CERIB pour étalonner les différents équipements nécessaires à la caractérisation du matériau », explique notre experte, Laurence Guihéneuf. « Cela permet d’assurer une bonne représentativité des résultats et de rassurer le client sur ses données d’essais. »
Une démarche vers la certification rigoureuse permet, bien entendu, la sécurisation avant commercialisation. Les risques de rejet de dossier, de données insuffisantes pour la FDES ou de non-conformité RE2020 sont anticipés et traités en amont.
Mais cette démarche peut également amener d’autres bénéfices durables tels que :
✔️ Un avantage concurrentiel : pouvoir revendiquer une évaluation technique reconnue par le CSTB est un argument différenciant sur un marché encore en structuration.
✔️ Une vraie montée en compétences pour toutes les parties prenantes : structuration d’un protocole inédit, transfert de compétences entre les parties, etc.
✔️ Une potentielle contribution aux futurs référentiels : les données produites lors de la caractérisation alimentent progressivement les guides professionnels et les futures normes sectorielles. Les acteurs qui travaillent sérieusement aujourd’hui participent à l’écriture des règles de demain.
Pour certifier un éco-matériau innovant dans le BTP, il faut mettre en place une démarche de caractérisation adaptée avec des essais validés par le CSTB. Lorsque le matériau n’entre dans aucune norme existante, le parcours passe généralement par une ETPM, puis par une ATEx ou un ATec, afin de démontrer son aptitude à l’emploi et d’obtenir son assurabilité. Pour en savoir plus, vous pouvez consulter le schéma de reconnaissance des techniques courantes / non courantes de l’AQC.
L’ETPM permet d’évaluer les propriétés intrinsèques du matériau. L’ATEx autorise l’expérimentation du matériau sur un chantier spécifique. L’ATec valide l’usage du matériau dans une technique constructive reconnue. Ces trois démarches constituent le parcours de certification des matériaux innovants dans le BTP.
Non, la certification est délivrée par les organismes habilités (CSTB pour le BTP). Les experts de CAPACITÉS vous aident à construire les protocoles, réalisent les essais et interprètent les résultats. Notre partenariat avec le laboratoire GeM de Nantes Université nous donne accès à un large panel de moyens expérimentaux pour caractériser les éco-matériaux sur l’ensemble de leurs propriétés.
Pour préparer un dossier CSTB, il est nécessaire de définir les usages visés du matériau, sélectionner les essais pertinents, garantir la traçabilité métrologique et construire un protocole validé en amont avec les experts techniques. Cette préparation est indispensable pour sécuriser une démarche ETPM, ATEx ou ATec.
Pour aller plus loin, téléchargez notre livre blanc sur les matériaux de construction issus des déchets du BTP.
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