Projet Frog : durabilité et innovation dans la conception des bâtiments
OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
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Introduction
Project Frog était un concepteur innovant de kits permettant de construire rapidement des bâtiments économes en énergie, plus écologiques, plus sains et plus abordables. L’entreprise est passée de la phase de démarrage à la phase de croissance suivante au moment même où la récession économique de 2008-10 a entraîné l’arrêt de la construction de pratiquement tous les nouveaux bâtiments aux États-Unis. Cette situation a obligé l’entreprise à repenser sa stratégie, à conserver ses liquidités et à affiner son produit et ses processus. Le projet Crissy Field, achevé au début de l’année 2010, a permis de faire la démonstration des conceptions de l’entreprise, et lorsque l’économie a commencé à se redresser en 2010, une expansion géographique et de nouveaux segments de marché – peut-être le gouvernement, le commerce de détail et les soins de santé – ont été prévus. L’architecte, designer et fondateur Mark Miller, le président Adam Tibbs et la nouvelle PDG Ann Hand espéraient également atteindre des objectifs de marge plus agressifs qui permettraient à l’entreprise de tripler son chiffre d’affaires et d’être rentable début 2011, cinq ans seulement après sa création.
Le financement par capital-risque de RockPort Capital Partners et les attentes des investisseurs en matière de sortie ont nécessité une montée en puissance rapide des projets à court terme. M. Miller a résumé le chevauchement des produits de Project Frog et des intérêts du principal investisseur en capital-risque : « Leur vision de l’efficacité énergétique et des ressources et des produits innovants est parfaitement alignée sur l’approche de Project Frog : être meilleur, plus vert, plus rapide et moins cher.
À la fin du printemps 2010, alors qu’il venait de passer d’un rôle opérationnel à un poste au sein du conseil d’administration, M. Miller se concentrait sur des préoccupations stratégiques et sur la meilleure façon d’expliquer et de vendre son produit à un plus large éventail d’acheteurs, y compris l’armée et éventuellement les organismes de secours en cas de catastrophe. Le bureau de Project Frog, situé à quelques pas du quartier de l’Embarcadero à San Francisco, était informel et ouvert. Bien que Miller occupe le seul bureau avec une porte, il est délimité par deux murs en verre et un panneau en acrylique transparent qu’il utilise comme tableau blanc. On le trouve souvent en train de sillonner le bureau, debout sur le poste de travail de quelqu’un ou à la table où est assis Tibbs. Pendant ce temps, la nouvelle PDG Ann Hand avait installé son ordinateur et partageait la longue table avec Tibbs. Elle cherchait à traduire son expérience chez BP, en tant que vice-présidente senior du marketing mondial et de l’innovation, en une stratégie permettant à Project Frog de construire sa marque et de se développer. L’équipe dirigeante a vu un énorme potentiel dans le Projet Grenouille, mais elle avait de nombreuses décisions à prendre et des priorités à établir. Le plus important était de s’assurer que Project Frog atteignait ses objectifs commerciaux clés tout en se préparant à offrir aux investisseurs en capital-risque une sortie réussie dans quelques années, soit en introduisant la société en bourse, soit en trouvant un acheteur.
Histoire
Mark Miller n’est pas étranger aux nouvelles conceptions et entreprises en matière d’architecture. Diplômé du Haverford College en 1984, il a obtenu une maîtrise en architecture et une prestigieuse bourse Keasbey à l’université de Cambridge. Il s’est rendu à Kuala Lumpur en tant que boursier Henry Luce, participant notamment à la conception de camps de réfugiés et approfondissant son vif intérêt pour la relation entre culture et architecture. Il a également été certifié par l’American Institute of Architects. M. Miller a ensuite été directeur des projets d’entreprise et technologiques et directeur du groupe des projets asiatiques pour la société Kaplan McLaughlin Diaz à San Francisco, où son portefeuille comprenait Euro Disney. En 2000, il a utilisé 50 000 dollars d’économies personnelles pour lancer MKThink, un cabinet de conception et d’architecture à San Francisco axé sur la conception architecturale innovante. L’équipe, composée notamment d’anthropologues, a mené des recherches approfondies sur le comportement humain afin de comprendre ce dont les personnes travaillant dans des espaces de travail ont réellement besoin pour atteindre une productivité et des performances élevées.
MKThink a conçu des bureaux et des campus de pointe pour Sun Microsystems et le Warren Tech Center de General Electric dans le Michigan, et a travaillé de manière intensive avec l’université de Stanford sur plusieurs projets, dont une douzaine à la faculté de droit, des travaux pour les écoles d’éducation et d’ingénierie, et l’analyse du déménagement de l’école de commerce.
Aux alentours de 2000, Miller a commencé à réfléchir sérieusement au marché de l’éducation et aux salles de classe temporaires ou portables, ces remorques qui commencent souvent comme des palliatifs et deviennent des éléments permanents de nombreuses écoles malgré leur environnement intérieur malsain et leur inefficacité énergétique. M. Miller a déclaré : « Le design doit s’adresser aux problèmes du jour, et la technologie doit permettre la condition humaine, et non la dominer. Quelles sont donc les questions d’actualité ? Eh bien, nous avons un problème : 35 % des enfants de l’État de Californie vont à l’école dans des caravanes vétustes. C’est un problème d’aujourd’hui. Il s’agit de savoir comment éduquer les enfants dans les écoles publiques et quelles sont leurs installations pour résoudre ce problème de manière systématique. Nous avons la technologie, nous avons les connaissances. Nous pouvons résoudre ce problème. Les autres citations de cette section, sauf indication contraire, font également référence à cette étude de cas.
Orienté vers les solutions, M. Miller a vu une occasion de relever le défi. Bien qu’ils soient relativement bon marché, dans quelle mesure les bâtiments existants répondent-ils à la manière dont les élèves apprennent et à ce dont les enseignants ont besoin pour être des instructeurs performants ? Comment la technologie et la conception pourraient-elles s’associer pour créer des écoles plus saines tout en répondant au besoin désespéré de salles de classe supplémentaires ainsi qu’à l’augmentation et à la volatilité des coûts énergétiques ? Pourquoi accepter les réponses existantes ? Les bâtiments intelligents sont apparus comme une alternative. Selon les estimations, la surpopulation des écoles et l’insuffisance des recettes fiscales du gouvernement pour financer de nouvelles installations scolaires continueraient à forcer les élèves des écoles publiques à s’installer dans des salles de classe mobiles, et ce n’était pas seulement le problème de la Californie.
MKThink a toujours eu un volet recherche qui lui a permis d’examiner les problèmes dans son domaine, de rédiger une demi-douzaine de livres blancs par an et de présenter des conférences. En 2004, cette recherche s’est concentrée sur le problème des environnements d’apprentissage malsains pour l’éducation des enfants. Après tout, 60 % du travail de l’entreprise était lié à l’éducation. Le groupe savait qu’il avait une solution, mais pas encore une nouvelle entreprise, lorsqu’il a conçu l’idée de base de bâtiments modulaires qui seraient de meilleurs lieux d’apprentissage pour les enfants et plus efficaces sur le plan énergétique. « Je fabrique un produit qui fait un système qui devient un kit. On pourrait appeler cela des Lego et des Tinker Toys sur des stéroïdes », a déclaré M. Miller. Le fait d’être témoin de la dévastation et des conséquences du tsunami indonésien de 2004 et de l’ouragan Katrina de 2005 aux États-Unis a confirmé à M. Miller que de meilleurs bâtiments devaient également être construits rapidement. « Ce fut la naissance de Frog »-Flexible Response to Ongoing Growth-Miller a déclaré au magazine GreenerBuildings. « Les grenouilles sont vertes. Elles ne font que sauter en avant et – c’est ce que je préfère – chaque grenouille est un prince avec le message suivant : « N’ayez pas peur de ce qui n’est pas familier ». Parce que si vous l’embrassez, c’est un prince.
Fin 2005, M. Miller a décidé de créer une nouvelle entreprise avec deux partenaires de MKThink et deux autres personnes, un designer industriel et un fabricant de métaux qui avaient l’habitude de travailler ensemble. Avec des investisseurs providentiels, la famille et les amis ont apporté une contribution initiale de 1,2 million de dollars pour lancer Project Frog en 2006. Leur mantra était « meilleur, plus vert, plus rapide, moins cher ». Leur mission était de « fournir un impact mondial et un leadership sur le marché des produits et systèmes de construction écologiques ». Miller a insisté sur ce que Project Frog n’était pas : « Nous ne sommes pas une entreprise de construction. Nous ne nous intéressons pas aux meilleures remorques ».
Le constructeur métallique, Bakir Begovic, est devenu vice-président du conseil d’administration de Project Frog. Il a obtenu un baccalauréat en génie mécanique, industriel et de fabrication de l’Université polytechnique d’État de Californie en 1996. Il avait une expérience antérieure dans diverses entreprises de haute technologie. M. Begovic était le directeur fondateur de B&H Engineering, une entreprise de fabrication et de technologie des semi-conducteurs, spécialisée dans la fabrication, la production et l’assemblage de métaux. Il était également président du conseil d’administration d’Acteron, une société de revêtement.
En effet, le Projet Grenouille avait besoin de cette expertise en matière d’architecture et de fabrication de haute technologie parce qu’il espérait combiner et optimiser le meilleur de la construction modulaire et de la construction traditionnelle – économique et fabriquée en série, mais aussi efficace sur le plan énergétique et propice au confort et à la productivité des occupants. Pour atteindre tous ces résultats, le Projet Grenouille devait innover. Depuis 1947, la productivité de l’industrie manufacturière aux États-Unis a été multipliée par sept. Dans le secteur de la construction, en revanche, la productivité avait légèrement diminué. Si Project Frog pouvait exploiter l’efficacité de la fabrication et l’appliquer au domaine de la construction, l’entreprise pourrait radicalement dépasser l’industrie, habituée à des marges de quelques pour cent seulement.
Au lieu de concevoir une salle de classe comme l’aboutissement d’un processus de construction long et unique impliquant une myriade d’acteurs, M. Miller l’a conçue comme un « produit imprégné de technologie », qu’il a comparé à un iPhone, pouvant être produit à partir de pièces et de plans standardisés, à grande échelle et en divers endroits. Le Project Frog consoliderait ainsi de nombreuses tâches qui sont normalement réparties entre architectes, ingénieurs et entrepreneurs, rendant le processus plus efficace et donc moins cher pour le consommateur et plus rentable pour le Project Frog. Dans un certain sens, l’achat d’un bâtiment de Project Frog était comme l’achat d’un kit de PC ou d’une étagère IKEA : beaucoup de réflexion a été faite pour concevoir et configurer les composants, mais c’était à l’utilisateur final de les assembler ou d’engager quelqu’un qui le pouvait.
Les bâtiments de l’entreprise, construits à partir de kits standardisés qu’elle a conçus et que les entrepreneurs ont assemblés, nécessiteraient moins d’énergie et de matériaux pour leur construction et leur exploitation. Ils offrent des aménagements spacieux conçus pour favoriser la productivité, la santé et le confort des utilisateurs. Les unités offrent une lumière naturelle abondante, des systèmes d’air pur de pointe, des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) performants, des commandes de microclimat personnalisées et une excellente performance acoustique. Ils pouvaient également être construits plus rapidement car ils ne nécessitaient pas à chaque fois une nouvelle conception architecturale, une analyse technique, de longs processus d’approbation, ni autant de travail et de coordination des fournitures de la part des entrepreneurs. Les modules du projet Frog utilisaient également des matériaux recyclés, des poutres en acier aux tapis et aux carreaux, et étaient conçus pour supporter des toits verts « vivants » et des panneaux solaires. Enfin, une conception plus efficace signifie que moins de machines et moins de main d’œuvre sont nécessaires pour assembler un bâtiment avec moins de matériaux gaspillés. L’impact net pouvait être considérable : même si le secteur de la construction représentait environ 5 % de l’économie américaine, les bâtiments étaient à l’origine d’environ 40 % de la consommation d’énergie et produisaient environ deux tiers des déchets mis en décharge.
Des logiciels de conception et de modélisation sophistiqués ont permis cette reconceptualisation du processus de construction au produit manufacturé. Les ingénieurs concepteurs de Project Frog ont commencé par utiliser SolidWorks, un logiciel utilisé pour concevoir des produits aussi divers que des avions et des téléphones portables. Les concepteurs ont intégré à leurs plans et à leurs modèles de performance prédictive des données sur la performance environnementale réelle des matériaux de construction, données qui étaient régulièrement mises à jour avec les mesures des nouveaux bâtiments. Cette conception et cette analyse sont devenues le cœur de la compétence et de la propriété intellectuelle de Project Frog, qui a fait l’objet de plusieurs demandes de brevet. La société a également consulté Loisos+Ubbelohde, basée à Alameda, en Californie, pour l’aider à développer la modélisation énergétique de son système initial en kit Project Frog. Cette entreprise avait déjà travaillé sur le siège de Gap à New York et sur le magasin Apple de la Cinquième Avenue. George Loisos et Susan Ubbelohde avaient dirigé d’importants programmes de recherche gouvernementaux et universitaires sur l’utilisation et l’efficacité énergétique des bâtiments, et leur collaboration a constitué un ajout important à l’équipe de conception de Grenouille.
Un meilleur contrôle de la fabrication a permis au Projet Grenouille d’utiliser un ensemble de pièces de base avec des modifications mineures pour produire une gamme de produits. Le projet Grenouille a toutefois choisi de sous-traiter la fabrication proprement dite à d’autres, au lieu de devoir se doter de sa propre capacité. Project Frog a recherché des partenaires pour fournir la structure en acier, les panneaux de verre, les murs-rideaux, les plafonds et les finitions, comme le revêtement extérieur ou les tapis. Un journaliste du magazine Forbes a décrit le résultat : « Ils s’emboîtent les uns dans les autres pour un look pas mal, comme si un groupe de designers suédois avait mis la main sur un très gros jeu Erector.
Miller a choisi de se concentrer sur le marché de l’éducation dès les premiers jours de l’entreprise. L’éducation est le segment le plus important du marché de la construction, qui représente 400 milliards de dollars, soit environ un quart du marché traditionnel et modulaire. De plus, peu de personnes sont impliquées dans les décisions relatives à la taille du projet, les écoles souhaitent généralement être écologiques et efficaces, et elles n’ont pas beaucoup d’argent mais ont souvent besoin de bâtiments rapidement. Les établissements d’enseignement ont longtemps eu besoin d’ajouter ou de supprimer des espaces rapidement, en fonction de l’évolution des écoles et des communautés. La Californie a émis des obligations à plusieurs reprises depuis 2002 afin de lever des fonds pour construire de nouvelles écoles afin de suivre le rythme de sa population. En plus de cette croissance, la Californie s’efforce de réduire la taille moyenne des classes, ce qui nécessite encore plus d’espace. Par conséquent, lorsque le financement était disponible, la construction pouvait facilement ne pas répondre à la demande. M. Miller avait vu les choix précédents de Frog en matière de bâtiments portables et temporaires.
Les écoles gagneraient également du temps sur la conception, car elles pourraient choisir parmi un nombre limité de préfabriqués et les configurer et les combiner selon leurs besoins. Les conceptions du projet Frog ont été pré-certifiées en Californie par la Division of the State Architect, ce qui a permis de gagner environ six mois sur l’autorisation des projets individuels. (La Division of the State Architect supervise la conception et la construction des écoles K-12 et des collèges communautaires, et élabore et tient à jour les codes de construction). Le State Allocation Board Office of Public School Construction a noté qu’il fallait de deux à quatre ans pour concevoir, construire et habiter une école moyenne pour deux mille élèves, tandis que les salles de classe mobiles prenaient de neuf à quinze mois à planifier et à habiter. Enfin, les élèves apprennent mieux lorsque la qualité de l’air intérieur et de la lumière est meilleure, c’est pourquoi les écoles ont souvent été partisanes de la construction écologique.
Des études menées entre 1999 et 2006 ont apporté la preuve du lien entre la conception écologique et les performances des élèves. La surface des fenêtres est corrélée à l’amélioration des résultats en mathématiques et en lecture, la qualité de l’air réduit l’asthme et d’autres maladies qui affectent l’assiduité, et l’amélioration du contrôle de la température augmente la capacité de concentration des élèves et des enseignants. Parallèlement, l’argent économisé grâce à l’exploitation de bâtiments plus efficaces pouvait être utilisé pour l’éducation des élèves. Le projet Frog a donc utilisé la conception passive, les grandes fenêtres et les revêtements, ainsi que d’autres méthodes pour améliorer l’apprentissage et réduire les coûts. La Californie applique des normes strictes en matière d’efficacité énergétique en vertu du titre 24, et l’État a spécifiquement alloué 100 millions de dollars en 2009 pour des subventions d’incitation à la haute performance visant à améliorer l’efficacité énergétique ou à maximiser la lumière du jour dans les écoles K-12.
Cette subvention, cependant, était encore dans l’avenir lorsque Project Frog a commencé avec deux projets pilotes en Californie, une école maternelle et une école de course. Les résultats ont plu aux clients, mais Project Frog n’en tirait pas assez d’argent. La société a reçu 2,2 millions de dollars d’investisseurs providentiels en 2007 et son chiffre d’affaires avoisinait les 3,7 millions de dollars avec seize employés à temps plein. Cependant, elle brûlait environ 300 000 dollars par mois et n’avait pas respecté les délais d’achèvement des projets. Néanmoins, en 2008, Miller prévoyait de générer plus de 50 millions de dollars de revenus d’ici 2010. Puis les signes avant-coureurs d’une récession ont commencé à apparaître.
Projets achevés au printemps 2010
Le projet Frog a pris de l’ampleur avec un certain nombre de projets (voir note 7.3 « Exemples de projets »). Les suivants sont les plus remarquables :
- Centre de développement de l’enfant au City College de San Francisco, 2007. Construction d’un espace de 9 400 pieds carrés pour les enfants, les enseignants et les administrateurs.
- Centre d’apprentissage et de technologie de l’école de pilotage Jim Russell Racing, Sonoma, Californie, 2007. Construction de 14 000 pieds carrés de salles de classe et de réunions.
- Conférence Greenbuild, Boston, 2008. Construction et inauguration de la Grenouille 2.0 de 1 280 pieds carrés en une semaine.
- Jacoby Creek Charter School, Bayside, Californie, 2009. Remplacement des remorques d’une école du nord de la Californie par des salles de classe Grenouille, financé par une subvention de l’État.
- Vaughn Next Century Learning Center, Los Angeles, 2010. Construction d’une structure de 3 000 pieds carrés pour l’Infrastructure Career Academy de l’école à charte, conçue pour former les élèves aux emplois verts.
- Crissy Field Center, San Francisco, 2010. Construction, dans le parc national du Golden Gate, d’un centre éducatif de 7 400 pieds carrés conforme aux normes LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) Gold, comprenant des salles de classe, des bureaux et un café.
- Watkinson School, salles de classe pour le programme d’études mondiales, Connecticut, 2010. Construction de 3 800 pieds carrés d’espace de classe et de laboratoire Frog Zero.
Exemples de projets
Figure 7.2
Figure 7.3
Figure 7.4
Figure 7.5
Figure 7.6 |
Les clients ont été satisfaits des performances des bâtiments. Le prix d’achat de Project Frog était de 25 à 40 % inférieur à celui d’une construction traditionnelle. Les coûts d’exploitation pouvaient être de 50 à 70 % inférieurs à ceux d’une construction classique ou d’une caravane. Les nouvelles unités Frog Zero pouvaient prétendre à une réduction de 75 % de la demande d’énergie grâce à l’utilisation de détecteurs de présence et de lumière du jour, de panneaux muraux intelligents qui absorbent et réfléchissent la lumière, à l’optimisation de la lumière naturelle, au contrôle de l’éblouissement, à une qualité d’air supérieure, à la personnalisation du microclimat grâce à une technologie avancée de contrôle du climat et à une meilleure acoustique. Les moquettes et les intérieurs ont été examinés pour leur toxicité. Les portables conventionnels sont généralement équipés de meubles en bois pressé, de murs en vinyle, de peintures et de moquettes neuves ; ces solutions sont supérieures aux options standard, qui peuvent libérer des gaz toxiques invisibles appelés composés organiques volatils (COV). La gamme la plus avancée, les bâtiments Frog Zero, produisaient plus d’énergie qu’ils n’en consommaient et étaient neutres sur le plan énergétique. Construites à partir de matériaux renouvelables ou recyclables, les unités peuvent être démontées facilement et ont été conçues avec un potentiel de recyclage de 100 %.
Cependant, le principal attrait de toute construction de classe non conventionnelle était généralement le prix. Les prix pratiqués par Project Frog en Californie se situaient entre ceux des constructions traditionnelles et ceux des salles de classe portables ou en remorque. En Californie, la législation avait en fait imposé que 30 % des nouvelles constructions de salles de classe soient des salles portables, afin d’éviter la surconstruction de salles de classe qui deviendraient vacantes lorsque le taux de natalité diminuerait. Mais certains districts scolaires, confrontés à une démographie inattendue et changeante, se sont retrouvés à loger 50 % de leurs élèves dans des salles de classe mobiles, qui pouvaient être relativement neuves ou avoir plus de quarante ans. En Floride, 75 % des classes mobiles, qui étaient censées être des structures temporaires, ont ensuite été classées comme des salles de classe « permanentes ». Selon les estimations pour 2009, six millions d’élèves se trouvaient dans des salles de classe mobiles. En 2003, on estimait à 220 000 le nombre de salles de classe mobiles dans les systèmes scolaires publics du pays. La perception d’une qualité inférieure était souvent justifiée ; les classes mobiles étaient mal adaptées à l’apprentissage de la musique et des langues et présentaient des inefficacités en matière de chauffage et de climatisation, une absence de lumière naturelle et une mauvaise qualité de l’air, autant de facteurs qui nuisaient aux performances des élèves et des enseignants.
L’industrie
En juin 2009, tous les États sauf sept avaient des exigences en matière d’efficacité énergétique pour les bâtiments publics. Environ la moitié de ces États exigeaient spécifiquement une certification LEED Basic ou équivalente, et de plus en plus, des États comme la Californie et des municipalités comme Boston et San Francisco exigeaient que toute nouvelle construction ou rénovation importante respecte les normes de construction écologique. Le système LEED, créé par le US Green Building Council (USGBC), était largement utilisé pour mesurer l’efficacité des bâtiments et leur impact sur l’environnement et se déclinait en plusieurs niveaux, de Basic à Platinum. D’autres systèmes d’évaluation ont existé, notamment lorsque le niveau de base de LEED a été considéré comme trop laxiste ou inapproprié pour les maisons ou d’autres structures, mais LEED est resté la norme du secteur. Les bâtiments obtiennent des points pour la certification en fonction de la sélection et de la conception du site, de la performance environnementale et d’autres attributs. La General Services Administration (GSA) des États-Unis, qui supervise de nombreuses propriétés et achats fédéraux, a commencé à exiger la certification LEED Argent en 2009. Une étude de McGraw-Hill Construction a calculé que la taille du marché des bâtiments écologiques était de 10 milliards de dollars en 2005 et de 42 milliards de dollars en 2009, et a estimé que le marché vaudrait entre 96 et 140 milliards de dollars d’ici 2013, le secteur de l’éducation représentant 15 à 30 % de ce marché.
Toutefois, le respect de ces normes et des besoins du client a traditionnellement nécessité l’intervention de toute une série de personnes. Les architectes concevaient les plans et les ingénieurs en construction décidaient de la manière de les mettre en œuvre en toute sécurité. Les agences gouvernementales devaient approuver ces plans, puis un ensemble d’artisans (maçons, charpentiers, électriciens, vitriers, etc.) étaient rassemblés par un entrepreneur général pour exécuter les plans. Chaque nouveau participant prenait une part du bénéfice et réduisait l’efficacité en n’ayant pas d’influence sur la conception du cycle de vie complet, mais seulement sur un petit morceau. En outre, l’implication d’un plus grand nombre de personnes augmentait les risques de retard et de dépassement des coûts, et plus un projet était long, plus les perturbations météorologiques ou d’approvisionnement étaient susceptibles de le ralentir davantage. La planification et la construction d’un seul bâtiment pouvaient prendre des années. Par conséquent, la construction avait généralement de faibles marges et était peu attrayante pour les investisseurs en capital-risque.
En effet, lorsque Project Frog a cherché des investisseurs, il s’est retrouvé comparé à des fabricants d’acier. Les investisseurs n’avaient aucune idée de la manière d’évaluer correctement l’entreprise : il ne s’agissait pas de construction traditionnelle, ni de fabrication traditionnelle. Project Frog combinait de nombreux aspects auparavant disparates de la construction dans son kit pré-conçu et pré-approuvé, ce qui accélérait la construction et limitait le nombre de personnes impliquées, y compris les syndicats d’artisans distincts qui se battraient pour leurs parts du projet. Cela a permis d’augmenter les bénéfices de l’entreprise tout en réduisant les coûts pour les clients. Miller a rencontré un autre problème qu’il n’avait pas anticipé : Le projet Grenouille était trop rapide. Les écoles prévoient généralement la construction de nouvelles salles de classe cinq à dix ans à l’avance et leurs processus d’approvisionnement sont donc lents. Par conséquent, les écoles avaient du mal à déterminer comment acheter quelque chose qui pouvait être en place et utilisé six mois plus tard.
Changements et défis
Le président de Project Frog, Adam Tibbs, avait montré très tôt son penchant pour les initiatives entrepreneuriales, ayant créé et vendu une entreprise de tonte de pelouse lorsqu’il était enfant avant d’obtenir sa licence d’anglais à l’université de Columbia en 1995. Il a travaillé comme assistant éditorial pour la Columbia University Press, où il s’est orienté vers les publications numériques, puis a rejoint Nicholson NY, une société de conseil en Internet et en logiciels, où il a géré de grands projets de 1996 à 1998. En 1999, il a fondé Bluetip, une société de développement et d’incubation de logiciels. Bluetip a essaimé et vendu plusieurs entreprises avant que Tibbs ne se lance dans le développement immobilier à New York et dans les îles Vierges. Il a acheté une maison à la campagne et a entrepris d’écrire un roman. Il est également consultant pour des organisations à but non lucratif et emprunte souvent le bureau de Miller lorsqu’il vient à San Francisco, où son ami et future épouse travaille chez MKThink. Finalement, il est allé travailler pour Project Frog, où il est arrivé en tant que président en juin 2007.
En 2008, Project Frog a commencé à remanier son module de base et à réorganiser ses processus commerciaux. Tibbs a remarqué que les conceptions originales de Project Frog étaient tout simplement surconstruites ; le même résultat pouvait être obtenu avec moins de matériel et moins de temps de conception. Tibbs n’a pas tardé à faire remarquer : « Si vous retirez le vert de la table, la façon dont nous faisons les choses est encore meilleure. L’innovation réside dans les processus commerciaux dans un secteur qui n’en a pas. » Avec le recul, Tibbs se souvient : « Nous avons arrêté de vendre et nous avons tout repensé depuis le début. Nous avons essayé d’apporter l’intelligence en interne et de l’y maintenir. » Le cabinet d’avocats international Wilson Sonsini Goodrich & Rosati a été chargé de « nettoyer » les procédures et la documentation de l’entreprise.
Entre-temps, M. Miller et son équipe ont examiné leurs projets précédents et se sont appuyés sur les contributions de leurs propres chercheurs en matériaux verts ainsi que de leurs fournisseurs, notamment le fabricant d’acier Tom Ahlborn, pour savoir comment améliorer les performances environnementales et l’efficacité. Ahlborn était basé en Californie. Il a fabriqué le cadre des modules et les a également assemblés sur place. Son expérience a donc permis aux ingénieurs d’apporter des améliorations tout au long du cycle de vie du projet. Après dix-huit mois de conception, la Grenouille 2.0 de 1 280 pieds carrés a été dévoilée lors de la conférence Greenbuild à Boston, où l’entrepreneur Fisher Development Inc. a assemblé le module de démonstration en sept jours seulement, afin de dissiper les craintes que le projet Grenouille ne dépasse à nouveau les délais. La nouvelle conception a également obtenu la pré-certification de la Division of State Architect (DSA) de Californie et un prix du Modular Building Institute. La nouvelle Grenouille 2.0 devait être 25 à 40 % moins chère à la construction et 50 à 75 % moins chère à l’exploitation, ce qui signifiait qu’elle était conforme à la norme de base LEED Argent et qu’elle pouvait potentiellement être neutre sur le plan énergétique lorsqu’elle serait équipée de panneaux photovoltaïques (dans le cadre de l’option Grenouille Zéro). Les composants étaient recyclables ou compostables et conçus pour la catégorie de conception sismique E (qui comprenait San Francisco ; la catégorie la plus élevée était F). Les plans de base devant être approuvés par des cabinets d’ingénierie et d’architecture dans cinquante États, Frog 2.0 a également simplifié la documentation et la certification.
Sur le plan financier, le cabinet juridique Wilson Sonsini a présenté Project Frog à quelques sociétés de capital-risque. Un accord portant sur un financement de série B de 8 millions de dollars a été conclu en novembre 2008. Un partenaire du fonds de capital-risque a rejoint le conseil d’administration de Project Frog. Le partenaire a déclaré à propos du nouveau partenariat : « Il s’agit d’une entreprise véritablement pionnière. Project FROG développe des concepts dynamiques à partir d’une plateforme de conception et de fabrication de produits et applique ces innovations à l’industrie du bâtiment. Project FROG a une connaissance approfondie des avancées techniques et commerciales qui changeront la donne dans le secteur de la construction écologique. Ces attributs renforcent la position de Project FROG en tant que leader sur ce marché en pleine expansion.
Bien qu’il lui manque encore 4 millions de dollars pour atteindre son objectif, Project Frog a maintenu ses coûts à un bas niveau et, en 2010, a levé 5,2 millions de dollars supplémentaires grâce à un financement par emprunt et à des billets à ordre. En 2008, Project Frog a remporté le prix Crunchies de la meilleure entreprise de technologie propre, décerné aux jeunes entreprises convaincantes et aux innovations Internet ou technologiques. Les choses ont continué à s’améliorer pour l’entreprise lorsque l’Office of Naval Research a demandé à la communauté du capital-risque de s’intéresser aux bâtiments verts. L’armée était particulièrement intéressée par l’efficacité énergétique après avoir payé des sommes exorbitantes pour garder du carburant sur les lignes de front en Irak et en Afghanistan. Elle a commencé à considérer l’efficacité énergétique comme une question de sécurité nationale et la durabilité (s’assurer que l’armée a une empreinte positive en termes d’impact de ses opérations sur la communauté, l’écologie et la santé) comme la clé pour continuer à exploiter des bases dans les communautés du monde entier. Les investisseurs ont recommandé Project Frog, qui a finalement commencé à travailler avec la Marine sur des projets à Hawaï.
Même si Project Frog s’efforçait continuellement de se distinguer des fabricants traditionnels de remorques, la concurrence d’autres groupes modulaires est apparue. Miller pensait que les offres modulaires sacrifiaient la qualité et les caractéristiques écologiques. Néanmoins, elles restent attrayantes pour certains clients, comme les écoles à court d’argent.
Nouvelle embauche, prochaines étapes et stratégie de sortie
Le projet Frog avait besoin d’un moyen de rester en tête de la concurrence. Sa version améliorée Frog 2.0 allait certainement y contribuer, et Frog Zero était le premier bâtiment neutre en énergie de ce type ; la rationalisation des pratiques commerciales était désormais une priorité. Le projet Frog s’est tourné vers sa chaîne d’approvisionnement pour améliorer son efficacité et ses bénéfices.
Ash Notaney a travaillé avec Booz Allen sur des questions de stratégie et de chaîne d’approvisionnement pendant douze ans. Grâce à un ami commun, il a rencontré Adam Tibbs et a commencé à conseiller l’entreprise sur la gestion de la chaîne d’approvisionnement. En janvier 2010, il a été embauché. Il a tout de suite remarqué que les employés de Project Frog se parlaient les uns aux autres, que les réunions étaient rares, ce qui permettait aux gens d’être disponibles à leur bureau pour interagir, que la hiérarchie était plate et qu’il n’y avait pas de silos dans l’entreprise. « Je ne pense pas que nous ayons eu un organigramme jusqu’à ce que l’un des investisseurs demande à en voir un », se souvient M. Notaney.
Les autres citations de cette section, sauf indication contraire, font également référence à cette étude de cas. L’esprit de collaboration se reflète dans l’espace de bureau : il n’y a pas de cubicules, seulement des tables où les gens travaillent côte à côte. Notaney était littéralement assis avec le marketing d’un côté et le président de l’autre. Des conduits de chauffage, de ventilation et de climatisation apparents et des lampes suspendues indiquaient que le bâtiment était ce qu’il était : une rotonde rénovée pour les tramways qui circulaient autrefois le long de l’Embarcadero. Environ deux douzaines d’employés travaillaient dans le bureau un jour donné, et les deux tiers avaient probablement moins de trente ans. Des bacs en plastique transparent contenaient des échantillons de matériaux provenant des bâtiments du Projet Grenouille : revêtement extérieur, mur intérieur, revêtement de sol, et même des boulons. Les ingénieurs manipulaient continuellement des plans sur leurs écrans SolidWorks.
Notaney a commencé à travailler avec les fournisseurs pour collaborer davantage avec le Projet Grenouille. Les projets Crissy Field, Vaughan et Jacoby ont fait appel à la même entreprise pour la fabrication et l’assemblage de la plupart des kits. Cette société était Ahlborn Structural Steel. Tom Ahlborn, en particulier, avait été un excellent partenaire, continuant à suggérer des moyens d’améliorer la fabrication et l’assemblage de l’acier. En retour, Project Frog l’a aidé à réduire les coûts et a partagé les prévisions de ventes et le volume des achats pour l’année à venir, avec des projections de plus en plus détaillées pour des périodes plus rapprochées. Ahlborn devint le fournisseur privilégié pour l’acier de tout projet, sauf si les stipulations du contrat ou la géographie le rendaient impossible. La société a également utilisé la même entreprise de construction, Fisher Development Inc, pour trois de ses installations. Fisher est basée à San Francisco mais travaille au niveau national en tant qu’entrepreneur général et gestionnaire de construction. L’entreprise avait travaillé avec des clients tels que Williams-Sonoma et Hugo Boss et avait assemblé le module de démonstration du Projet Grenouille lors de la conférence Greenbuild. Fisher avait également travaillé sur l’école Watkinson dans le Connecticut. Bien qu’aucun bâtiment du Projet Grenouille n’ait rapporté beaucoup d’argent à Fisher, il appréciait que la construction soit prévisible et courte, ce qui lui permettait de terminer un projet avec un bénéfice et de passer à autre chose. De plus, il pensait que Project Frog était mûr pour s’étendre à d’autres marchés que celui de l’éducation et que, par conséquent, tous les petits bâtiments commenceraient à s’additionner.
Entre-temps, Project Frog a travaillé avec YKK et son partenaire Erie Architectural Products pour se procurer des panneaux de verre extérieurs et des murs-rideaux. Les nouveaux panneaux de verre pouvaient être installés légalement et techniquement par des syndicats d’acier, ce qui signifiait que les entrepreneurs de Project Frog n’avaient plus besoin d’avoir des vitriers sur place. Les panneaux pouvaient également être modifiés pour obtenir des performances optimales dans différentes conditions environnementales. Les fournisseurs de panneaux de toiture étaient également impliqués, mais jusqu’à présent, les relations les plus efficaces avaient été établies avec Ahlborn et Fisher. Notaney s’efforçait de développer des partenariats stratégiques avec d’autres fournisseurs.
La relation avec Fisher était également logique pour Tibbs. « Nous avons choisi un homme en qui nous avons confiance pour tenir la promesse de notre marque et en faire une expérience agréable », a-t-il déclaré. Après tout, l’entreprise voulait atteindre des objectifs ambitieux en matière de marges et de revenus. Elle devait vendre la valeur de l’expérience d’apprentissage créée par ses bâtiments. En outre, M. Tibbs voulait que l’entreprise ne se développe pas seulement en obtenant plus de contrats sur plus de marchés, mais aussi en conservant une plus grande partie de l’argent pour le Projet Grenouille sur chaque contrat, en intégrant plus de caractéristiques dans son propre kit de fabrication. Le passage à des plafonds intégrant l’isolation et les panneaux ainsi que le cadre structurel a permis à l’entreprise de progresser dans cette voie.
Tibbs a continué à faire pression pour automatiser davantage la conception, améliorer les algorithmes, déposer des brevets et enfreindre les brevets antérieurs de la société. Il a fait appel au GTC Law Group de Boston pour des conseils en matière de brevets. Tibbs voulait que les clients puissent sélectionner des caractéristiques à l’aide de modèles en ligne et voir les caractéristiques de performance correspondantes des différents modèles. Une fois qu’un plan était choisi, l’ordinateur pouvait confirmer la conception, imprimer un plan pour l’architecte et imprimer tous les dessins de pièces nécessaires et les commandes pour les fournisseurs.
En 2010, Project Frog a levé 5,2 millions de dollars supplémentaires grâce à des billets convertibles. Un autre directeur de capital-risque a alors rejoint le conseil d’administration de l’entreprise. Il a rejoint Ann Hand, qui avait une place en tant que PDG de Project Frog, Miller, qui s’était retiré des opérations quotidiennes peu de temps après l’arrivée d’Ann Hand, et le principal partenaire de capital-risque du tour de table B. Le cinquième siège du conseil d’administration a été attribué à Ann Hand, par le biais d’un comité de direction. Le cinquième siège du conseil, désigné par la charte pour un membre indépendant, est resté vacant.
À l’été 2010, le marché semblait s’améliorer, et Project Frog était en passe de doubler ses revenus cette année-là. En fait, Project Frog était prêt à prospérer sur un marché qui avait radicalement changé depuis 2007. M. Miller a déclaré : « Nous atténuons les risques. Les clients sont plus intelligents et beaucoup plus rigoureux quant aux objectifs et aux délais. Tout le monde veut faire du vert. Les choses ont changé. Il faut que ce soit vert et que ce soit rentable. Les deux vont de pair. C’est comme ça que ça se passe maintenant ».
Le Crissy Field Center, dans le parc national du Golden Gate, a attiré 1 500 personnes à son inauguration et a fait forte impression sur les visiteurs. Des centaines de personnes sont devenues des fans du Projet Grenouille sur Facebook. Les visites guidées du centre ont continué à attirer de nombreux visiteurs jusqu’au printemps 2010, tout comme le café du bâtiment. M. Miller a déclaré avec fierté : « Les gens entrent dans Crissy Field et disent : ‘Je veux un de ces bâtiments’. En général, les gens n’achètent pas de bâtiments de cette façon. » Mais maintenant, avec Project Frog, ils peuvent le faire. En 2010, Project Frog avait quelque chose de très tangible et d’attrayant à vendre.
M. Miller a continué à réfléchir à la meilleure façon de présenter son produit. L’entreprise offrait une synthèse unique de produit et de technologie ; il l’appelait parfois une entreprise de technologie orientée produit. Il aimait l’idée de présenter le Projet Grenouille comme un ensemble intégré d’espace et d’énergie dans un seul produit loué plutôt que comme un bâtiment avec une hypothèque qui réduirait également les coûts énergétiques d’un client. En outre, si les prix atteignaient les niveaux de 2007, le seuil de rentabilité pourrait être réduit de moitié. M. Miller voulait souligner cela d’une manière que les gens pouvaient comprendre et intégrer dans leur comptabilité. Il craignait toutefois que l’entreprise ne se transforme en une entreprise de construction conventionnelle si elle ne maintenait pas son expertise et sa vision de l’innovation à la pointe du secteur.
La décision concernant une stratégie de sortie restait également à prendre. Project Frog pourrait entrer en bourse. Il pouvait aussi courtiser des acheteurs potentiels. Pourtant, de nombreuses attitudes reflétaient encore la confusion que les premiers investisseurs ressentaient à l’égard des activités de Project Frog. Les investisseurs en capital-risque avaient du mal à trouver des entreprises comparables pour effectuer l’évaluation. Diverses sociétés ayant des entités commerciales apparentées avaient exprimé leur intérêt à investir dans Project Frog. Chacune a vu quelque chose qui lui plaisait parce que la société intégrait un grand nombre d’activités auparavant distinctes. M. Tibbs pense qu’une entreprise de construction mondiale ou un fabricant européen de bâtiments modulaires pourrait faire une offre. « Nous prévoyons de nous retirer dans trois ans », a déclaré M. Tibbs. « J’espère accélérer le processus ». Le tableau blanc derrière lui était couvert d’objectifs au marqueur rouge et de graphiques pour les années à venir. « Si tout se passe comme prévu, nous devrions être rentables au premier trimestre de l’année prochaine. Pour moi, entrer en bourse serait plus amusant car je ne l’ai jamais fait auparavant. »
Project Frog et ses investisseurs en capital-risque semblaient partager une philosophie d’entreprise sur l’écologie et ce que Mark Miller appelait les « zones énergétiques en bordure de réseau » – les opportunités d’innovation négligées mais attrayantes maintenant que les entreprises et les consommateurs étaient intéressés par les économies d’énergie et prêts à investir dans les contrôles technologiques. L’acheteur devait toutefois dépasser la mentalité conventionnelle du « premier coût ». La nouvelle approche exigeait de monétiser le cycle de vie de la solution. Cela pourrait signifier sortir les installations du bilan.
Mark Miller était intéressé par ces options, mais son esprit était concentré sur des préoccupations plus immédiates :
Nous devons faire des ventes et nous devons les exécuter. Nous avons conçu et défini le produit. Maintenant, nous avons besoin de revenus. Mais nous sommes en train d’inventer une catégorie. Les sociétés de capital-risque le comprennent et nous apprécient, mais elles ne savent pas trop comment nous considérer. Nous étions l’une des dernières opérations de capital-risque réalisées avant l’effondrement de l’économie. Et bien sûr, le marché s’est arrêté pour nous aussi. Je veux dire que les écoles n’ont pas d’argent et que les états sont en train de se renflouer. Et les cycles de vente sont longs parce que les acheteurs doivent être éduqués. Nous avons du pain sur la planche.
Figure 7.7 Consommation d’énergie par secteur dans l’économie américaine.
Source : Energy Information Administration, Annual Energy Review 2010
Évaluation de la performance environnementale dans l’industrie du bâtiment : Leadership en matière de conception énergétique et environnementale (LEED)
LEED fournit aux propriétaires et aux exploitants de bâtiments un cadre concis pour identifier et mettre en œuvre des solutions pratiques et mesurables en matière de conception, de construction, d’exploitation et d’entretien de bâtiments écologiques.US Green Building Council,
Conseil américain du bâtiment durable
Les bâtiments écologiquement préférables, « durables » ou « verts » font appel à une conception et à une construction optimales et innovantes pour offrir des avantages économiques, sanitaires, environnementaux et sociaux. Les bâtiments écologiques coûtent peu ou pas du tout plus cher à construire que les installations conventionnelles et coûtent généralement beaucoup moins cher à exploiter et à entretenir, tout en ayant un impact moindre sur l’environnement.
Grâce à ces économies, à leur réputation environnementale et à l’amélioration du confort intérieur, les bâtiments verts peuvent être loués à des prix plus élevés et améliorer la productivité des occupants. En outre, le calcul du coût du cycle de vie des bâtiments verts offre un moyen plus précis d’évaluer les avantages à long terme que la méthode traditionnelle consistant à se concentrer uniquement sur le coût de construction initial. Toutes les autres références de cette section, sauf indication contraire, proviennent de cette source.
Bien que l’idée de la construction écologique ait intéressé de nombreuses personnes, au début des années 1990, la construction écologique était difficile à définir, ce qui a ralenti l’adoption de ses principes et pratiques par le marché. En réponse, l’USGBC a été créé en 1993 en association avec l’American Institute of Architects, la principale organisation américaine de conception architecturale. En 2000, l’USGBC comptait environ 250 membres, dont des propriétaires, des concepteurs, des constructeurs, des courtiers, des fabricants de produits, des services publics, des sociétés de financement et d’assurance, des sociétés professionnelles, des agences gouvernementales, des groupes environnementaux et des universités. Ces membres du conseil ont contribué à la création du système d’évaluation LEED, rendu public en 2000. La norme LEED visait à transformer le marché de la construction en fournissant des directives, une certification et une formation en matière de construction écologique. Ainsi, les architectes, les maîtres d’ouvrage et les constructeurs pouvaient identifier et acquérir des points sur une variété de critères de performance environnementale, puis demander une certification indépendante, qui vérifiait les attributs écologiques du bâtiment pour les autres, tels que les acheteurs ou les occupants.
LEED s’est rapidement développé en répondant au besoin d’une définition fiable de la construction écologique. Deux ans après son lancement, LEED a conquis 3 % du marché américain, dont 6 % des bâtiments commerciaux et institutionnels en cours de conception cette année-là. En 2003, l’USGBC comptait plus de trois mille membres, plus de cinquante bâtiments avaient été certifiés LEED, et plus de six cents projets de construction totalisant plus de quatre-vingt-onze millions de pieds carrés étaient enregistrés en vue d’une future certification dans cinquante États américains et quinze pays.
LEED a trouvé de nombreux partisans. En décembre 2005, l’USGBC a fait partie du Scientific American 50, la prestigieuse liste internationale du magazine, qui regroupe « des personnes et des organisations du monde entier dont la recherche, la politique ou le leadership commercial a joué un rôle majeur dans la réalisation d’innovations scientifiques et technologiques qui améliorent notre mode de vie et offrent les plus grands espoirs pour l’avenir ».
Le gouvernement fédéral, par le biais de divisions telles que la General Services Administration et l’armée américaine, a commencé à offrir des incitations et à exiger que ses projets soient certifiés LEED. La certification LEED est devenue le code de construction écologique de facto dans de nombreux endroits, comme les villes de Santa Monica et de San Francisco, ou a été récompensée par des allégements fiscaux, comme à New York, dans l’Indiana et dans le Massachusetts. Parmi les entreprises et les organismes du secteur public dont les bâtiments sont certifiés ou enregistrés, on compte bientôt Genzyme, Honda, Toyota, Johnson & Johnson, IBM, Goldman Sachs, Ford, Visteon, MIT et Herman Miller.
En juillet 2010, l’USGBC comptait plus de 30 000 membres, plus de 155 000 professionnels du bâtiment avaient été officiellement accrédités pour le système LEED et 6 000 bâtiments avaient été certifiés conformes aux critères LEED. Le système LEED a été révisé et élargi pour inclure les maisons, la rénovation et le développement de quartiers, et pas seulement les nouveaux bâtiments commerciaux individuels. Près de la moitié des États américains ont commencé à exiger la certification LEED ou une certification équivalente pour la plupart de leurs bâtiments. Ainsi, malgré ses défauts et la concurrence, LEED reste le programme de construction écologique le plus connu, et l’USGBC reste une coalition à but non lucratif basée sur un comité, dirigée par ses membres et axée sur le consensus, qui mène un consensus national pour promouvoir des bâtiments à haute performance qui sont des lieux de vie et de travail respectueux de l’environnement, rentables et sains.
Pourquoi le secteur du bâtiment ?
Les bâtiments consomment de nombreuses ressources et produisent beaucoup de déchets. Aux États-Unis, les bâtiments consomment environ 40 % de l’énergie totale, dont 72 % de l’électricité, et 9 % de l’eau totale, soit 40 000 milliards de gallons par jour. Par conséquent, les bâtiments produisent environ 40 % de toutes les émissions de gaz à effet de serre. Ils produisent également des déchets solides. Une étude de l’EPA réalisée en 2009 a estimé qu’en un an, la construction, la rénovation et la démolition de bâtiments ont produit à elles seules 170 millions de tonnes de débris, dont environ la moitié est allée directement dans les décharges. Étant donné que les Américains passent 90 % de leur temps à l’intérieur, l’environnement des bâtiments est également essentiel à la santé générale.
L’industrie de la construction a des répercussions économiques majeures. La construction et la rénovation constituent le secteur le plus important de l’industrie manufacturière américaine, et les bâtiments et les produits de construction relèvent de plus de codes de classification industrielle standard que toute autre activité industrielle. La valeur des nouvelles constructions mises en place est passée de 800 milliards de dollars en 1993 pour culminer à près de 1 200 milliards de dollars en 2006, soit 5 à 8 % du PIB sur cette période. Au cours des deux dernières décennies, environ la moitié de la construction a été résidentielle et environ un tiers commerciale, manufacturière, de bureau ou d’enseignement (figure 7.8 » Tendances de la construction aux États-Unis « ). Si l’on inclut les autoroutes et les autres constructions non liées au bâtiment, la construction totale représente environ 70 % du secteur privé et 30 % du secteur public. Le secteur de la construction offre donc certaines des possibilités les plus accessibles de développer des stratégies innovantes pour augmenter les profits et répondre aux préoccupations environnementales et de qualité de vie des communautés.
Figure 7.8 Tendances de la construction aux États-Unis
Source : Créé par l’auteur à partir des données du US Census Bureau. La valeur totale mise en place pour 1993-2009 comprend à la fois les projets publics et privés, alors que les valeurs pour les catégories distinctes avant 2002 ne comprennent que la construction privée puisque les projets publics n’ont pas été ventilés par catégorie jusqu’à cette époque.
Les bâtiments présentent toutefois certaines caractéristiques qui peuvent entraver la conception environnementale. Ils ont un cycle de vie de trente à quarante ans, depuis la planification, la conception et la construction jusqu’à la démolition ou le recyclage, en passant par l’exploitation et l’entretien (E&E) et la rénovation. Cette durée de vie longue et variée nécessite une planification préalable afin de maximiser les avantages environnementaux et de minimiser les dommages, et peut bloquer les technologies plus anciennes, moins efficaces ou dangereuses telles que l’amiante ou la peinture au plomb. En effet, la planification préalable est essentielle. La conception de la structure et du site est le facteur le plus important qui détermine la performance et le coût tout au long de la vie d’un bâtiment.
Les bâtiments impliquent également de multiples parties prenantes, ce qui peut compliquer l’optimisation du système. Les coûts sont supportés par une ou plusieurs parties, telles que les propriétaires, les exploitants et les locataires. Cette division peut entraver l’optimisation de l’efficacité globale du bâtiment, car les différents groupes se battent pour leur propre avantage ou ne parviennent tout simplement pas à coordonner leurs efforts. Les salaires et les avantages sociaux versés aux employés des occupants éclipsent toutes les autres dépenses, mais ne sont généralement pas inclus dans les coûts du cycle de vie du bâtiment. Selon l’arrangement, un locataire peut payer la plupart des frais d’exploitation et de maintenance sans avoir eu son mot à dire dans la conception initiale ou le choix du site. Un système tel que LEED peut sensibiliser toutes les parties aux performances environnementales et les aider ainsi à collaborer pour les améliorer, tout en garantissant aux autres que le bâtiment a été conçu selon une certaine norme.
Comment fonctionne LEED
L’USGBC a créé le système d’évaluation LEED Green Building pour, selon les termes du conseil, transformer le marché de la construction en faisant ce qui suit :
- Définir le bâtiment écologique en établissant une norme de mesure commune.
- Promouvoir des pratiques de conception intégrées pour l’ensemble du bâtiment
- Reconnaître le leadership environnemental dans l’industrie du bâtiment
- Stimuler la concurrence
- Sensibiliser les consommateurs aux avantages des bâtiments écologiques
Pour atteindre ces objectifs, LEED fournit un cadre complet pour évaluer la performance environnementale d’un bâtiment tout au long de sa durée de vie, mesurée à travers les catégories suivantes (tableau 7.1 « Système d’évaluation LEED pour les nouvelles constructions ») :
- Sites durables. Minimiser les perturbations de l’écosystème et des nouveaux aménagements.
- Utilisation rationnelle de l’eau. Utiliser moins d’eau à l’intérieur et dans les aménagements paysagers.
- Énergie et atmosphère. Minimiser la consommation d’énergie et les émissions de polluants.
- Matériaux et ressources. Utilisation de matériaux de construction recyclés ou durables et recyclage des débris de construction.
- Qualité de l’environnement intérieur. Optimisation de la qualité de l’air intérieur, de la lumière du jour et du confort.
- Innovation et processus de conception. Favoriser les percées et les meilleures pratiques.
- Priorités régionales. Des crédits qui varient selon les sites pour récompenser les priorités locales.
Les projets relevant d’un système d’évaluation LEED donné peuvent obtenir des points dans chaque catégorie et tous les points sont égaux, quel que soit l’effort nécessaire pour les obtenir. Par exemple, l’installation de supports à vélos et d’une douche dans un immeuble de bureaux peut rapporter un point pour les sites durables, tout comme le réaménagement d’une friche industrielle. Le simple fait d’inclure un professionnel accrédité LEED (LEED AP) dans l’équipe de conception permet de gagner un point pour l’innovation et la conception. La même action peut également rapporter plusieurs points dans plusieurs catégories. L’installation d’un toit vert pourrait potentiellement gérer le ruissellement des eaux de pluie, atténuer un îlot de chaleur local et restaurer un habitat faunique. Le plus grand nombre de points est concentré sur l’efficacité énergétique, qui représente près d’un tiers de tous les points possibles (figure 7.10 » Points LEED « ). Dans le cadre de LEED 3, publié en 2009, lorsqu’un projet obtient 40 des 110 points possibles et remplit certaines conditions préalables, comme la collecte de matériaux recyclables, il peut demander la certification LEED de base. (Les critères sont légèrement différents pour LEED pour les résidences). Ce système de points rend LEED flexible quant à la manière d’atteindre les objectifs, récompense les approches innovantes et reconnaît les différences régionales. Cette perspective systémique distingue LEED de la pensée conventionnelle.
Figure 7.10 Points LEED.
Source : Conseil américain du bâtiment durable
| Sites durables | 26 | |
| Préreq 1 | Prévention de la pollution liée aux activités de construction | 0 |
| Crédit 1 | Choix du site | 1 |
| Crédit 2 | Densité de développement et connectivité communautaire | 5 |
| Crédit 3 | Réaménagement de friches industrielles | 1 |
| Crédit 4.1 | Transports alternatifs – Accès aux transports publics | 6 |
| Crédit 4.2 | Transports alternatifs – Entreposage et vestiaires pour les bicyclettes | 1 |
| Crédit 4.3 | Transports de substitution – Véhicules à faibles émissions et à faible consommation de carburant | 3 |
| Crédit 4.4 | Transports alternatifs – Capacité de stationnement | 2 |
| Crédit 5.1 | Développement du site – Protéger ou restaurer l’habitat | 1 |
| Crédit 5.2 | Développement du site – Maximiser l’espace ouvert | 1 |
| Crédit 6.1 | Conception des eaux pluviales – Contrôle de la quantité | 1 |
| Crédit 6.2 | Conception des eaux pluviales – Contrôle de la qualité | 1 |
| Crédit 7.1 | Effet d’îlot de chaleur – sans toiture | 1 |
| Crédit 7.2 | Effet d’îlot de chaleur – Toiture | 1 |
| Crédit 8 | Réduction de la pollution lumineuse | 1 |
| Efficacité de l’eau | 10 | |
| Préreq 1 | Réduction de la consommation d’eau – 20 % de réduction | 0 |
| Crédit 1 | Aménagement paysager économe en eau | 2 to 4 |
| Crédit 2 | Technologies innovantes en matière d’eaux usées | 2 |
| Crédit 3 | Réduction de la consommation d’eau | 2 to 4 |
| Énergie et atmosphère | 35 | |
| Préreq 1 | Mise en service fondamentale des systèmes énergétiques des bâtiments | 0 |
| Préreq 2 | Performance énergétique minimale | 0 |
| Prereq 3 | Gestion fondamentale des fluides frigorigènes | 0 |
| Crédit 1 | Optimiser la performance énergétique | 1 to 19 |
| Crédit 2 | Énergie renouvelable sur site | 1 to 7 |
| Crédit 3 | Amélioration de la mise en service | 2 |
| Crédit 4 | Gestion améliorée des fluides frigorigènes | 2 |
| Crédit 5 | Mesure et vérification | 3 |
| Crédit 6 | Énergie verte | 2 |
| Matériaux et ressources | 14 | |
| Préreq 1 | Stockage et collecte des matières recyclables | 0 |
| Crédit 1.1 | Réutilisation du bâtiment : conserver les murs, les planchers et le toit existants. | 1 to 3 |
| Crédit 1.2 | Réutilisation du bâtiment – Conserver 50 % des éléments non structuraux intérieurs | 1 |
| Crédit 2 | Gestion des déchets de construction | 1 to 2 |
| Crédit 3 | Réutilisation des matériaux | 1 to 2 |
| Crédit 4 | Contenu recyclé | 1 to 2 |
| Crédit 5 | Matériaux régionaux | 1 to 2 |
| Crédit 6 | Matériaux rapidement renouvelables | 1 |
| Crédit 7 | Bois certifié | 1 |
| Qualité de l’environnement intérieur | 15 | |
| Préreq 1 | Performance minimale en matière de qualité de l’air intérieur | 0 |
| Prereq 2 | Contrôle de la fumée de tabac ambiante (FTA) | 0 |
| Crédit 1 | Surveillance du débit d’air extérieur | 1 |
| Crédit 2 | Ventilation accrue | 1 |
| Crédit 3.1 | Plan de gestion de la QAI pour la construction – Pendant la construction | 1 |
| Crédit 3.2 | Plan de gestion de la QAI pour la construction – avant l’occupation des lieux | 1 |
| Crédit 4.1 | Matériaux à faible émission – Adhésifs et produits d’étanchéité | 1 |
| Crédit 4.2 | Matériaux à faible émission – Peintures et revêtements | 1 |
| Crédit 4.3 | Matériaux à faible émission – Systèmes de revêtement de sol | 1 |
| Crédit 4.4 | Matériaux à faible émission – Produits composites en bois et en fibres agricoles | 1 |
| Crédit 5 | Contrôle des sources de produits chimiques et de polluants à l’intérieur des bâtiments | 1 |
| Crédit 6.1 | Contrôlabilité des systèmes – éclairage | 1 |
| Crédit 6.2 | Contrôlabilité des systèmes – confort thermique | 1 |
| Crédit 7.1 | Conception du confort thermique | 1 |
| Crédit 7.2 | Vérification du confort thermique | 1 |
| Crédit 8.1 | Lumière du jour et vues – Lumière du jour | 1 |
| Crédit 8.2 | La lumière du jour et les vues | 1 |
| Processus d’innovation et de conception | 6 | |
| Crédit 1.1 | Innovation dans la conception : Titre spécifique | 1 |
| Crédit 1.2 | Innovation dans la conception : Titre spécifique | 1 |
| Crédit 1.3 | Innovation dans la conception : Titre spécifique | 1 |
| Crédit 1.4 | Innovation dans la conception : Titre spécifique | 1 |
| Crédit 1.5 | Innovation dans la conception : Titre spécifique | 1 |
| Crédit 2 | Professionnel accrédité LEED | 1 |
| Crédits de priorité régionale | 4 | |
| Crédit 1.1 | Priorité régionale : Crédit spécifique | 1 |
| Crédit 1.2 | Priorité régionale : Crédit spécifique | 1 |
| Crédit 1.3 | Priorité régionale : Crédit spécifique | 1 |
| Crédit 1.4 | Priorité régionale : Crédit spécifique | 1 |
| Total | 110 | |
Tableau 7.1 Système d’évaluation LEED pour les nouvelles constructions.
Source : Conseil américain du bâtiment durable
LEED a été régulièrement modifié pour répondre aux nouveaux besoins. En partie en réaction aux critiques selon lesquelles LEED se concentrait trop étroitement sur les nouvelles constructions commerciales, l’USGBC a développé différents systèmes d’évaluation LEED pour différents types de projets. Outre le LEED original pour les nouvelles constructions et les rénovations majeures (LEED-NC), il existe maintenant le LEED pour les écoles, le LEED pour l’exploitation et la maintenance des bâtiments existants (LEED-EB O&M), le LEED pour les intérieurs commerciaux (LEED-CI) et le LEED pour le noyau et l’enveloppe (LEED-CS), qui utilisent tous les catégories ci-dessus et ont une répartition similaire, bien que légèrement différente, des 110 points possibles entre les catégories.
Les systèmes d’évaluation sont disponibles sur le site de l’US Green Building Council. Les plus récents LEED for Neighborhood Development (LEED-ND) et LEED for Homes ont la même approche en termes de points mais des catégories différentes. LEED-ND attribue des points pour l’innovation et la conception et les priorités régionales, ainsi que pour l’emplacement et la liaison intelligents, le modèle et la conception du quartier, et l’infrastructure et les bâtiments verts. La norme LEED pour les maisons reprend en grande partie les catégories des autres types de bâtiments, mais comporte également les catégories Emplacements et liens, distinctes des Sites durables, afin d’encourager la marche à pied, l’aménagement de terrains intercalaires, etc. LEED for Homes compte également 136, et non 110, points possibles, avec un seuil plus bas pour la certification de base. LEED for Retail et LEED for Healthcare (par rapport aux bâtiments commerciaux plus génériques couverts par LEED) étaient en cours de développement en juillet 2010 et devraient être lancés d’ici un an.
Pour être certifié LEED, un projet est d’abord inscrit, moyennant quelques centaines de dollars, auprès du Green Building Certification Institute (GBCI), une émanation indépendante de l’USGBC qui a assumé la responsabilité exclusive de la certification LEED des bâtiments et de la formation des LEED AP en 2009. Les documents sont rassemblés pour démontrer la conformité aux critères LEED, puis soumis au GBCI, accompagnés d’un autre droit, de plus de 2 000 dollars pour un projet moyen, en vue de la certification. Les projets plus importants coûtent plus cher à certifier, et des niveaux de certification plus élevés sont disponibles avec plus de points : 50 points permettent d’obtenir l’argent, 60 l’or et 80 ou plus le platine (figure 7.11 » Niveaux de certification LEED « ). Une certification plus élevée est généralement liée à une moindre consommation d’énergie. Une étude réalisée en 2008 par l’USGBC et le New Buildings Institute a révélé qu’aux États-Unis, les bâtiments commerciaux LEED Basic (y compris les bureaux et les laboratoires) nouvellement construits consommaient 24 % moins d’énergie par pied carré que la moyenne de l’ensemble du parc immobilier commercial, tandis que les bâtiments LEED Gold et Platinum consommaient 44 % moins d’énergie que la moyenne. Cependant, un peu plus de la moitié des bâtiments LEED ont obtenu des résultats nettement supérieurs ou inférieurs à ceux prévus au début du projet, un quart d’entre eux consommant en fait plus d’énergie que le code de base.
Figure 7.11 Niveaux de certification LEED.
Source : Conseil américain du bâtiment durable
LEED 3 visait à résoudre certains de ces problèmes de prédiction ainsi que les critiques selon lesquelles LEED pourrait récompenser, par exemple, un bâtiment pour avoir climatisé le désert tant qu’il le faisait plus efficacement que des bâtiments comparables. LEED 3 a ajouté des outils en ligne pour faciliter la planification et la certification. Il a également harmonisé les critères entre ses systèmes d’évaluation pour différents types de projets et ajouté des points aux catégories qui faisaient une plus grande différence globale dans la consommation d’énergie, comme la construction à proximité d’une infrastructure de transport public existante au lieu d’un emplacement plus éloigné. LEED avait déjà été révisé deux fois avant LEED 3, et l’USGBC continue de soutenir LEED à mesure qu’il évolue et s’étend.
Pour simplifier l’utilisation et accélérer l’adoption, LEED fait référence aux normes de pratique existantes du secteur. LEED for Homes spécifie la norme ANSI (American National Standards Institute) Z765 pour le calcul de la superficie en pieds carrés pour le Home Size Adjustment. LEED for Operations and Maintenance adhère aux normes de l’ASHRAE (American Society of Heating, Refrigeration, and Air-Conditioning Engineers) pour la ventilation et à diverses normes de l’American Standards for Testing and Materials (ASTM) pour l’éclairage et la réflectance.
De nombreux crédits exigent la présentation d’une lettre signée par l’architecte, l’ingénieur, le propriétaire ou le responsable et la vérification des déclarations dans le langage fourni par un modèle LEED spécifique. Pour maintenir la crédibilité du système d’évaluation par tierce partie, les revendications de crédits sont soumises à une vérification par le GBCI.
Coûts et avantages des bâtiments écologiques
Les coûts et les avantages des bâtiments écologiques comportent de multiples aspects. Pour la certification LEED en particulier, les coûts directs du projet comprennent les coûts administratifs du processus de demande et les frais, qui peuvent atteindre des milliers de dollars, ainsi que les impacts financiers sur la conception, la construction et l’exploitation du bâtiment, en raison de la mise en œuvre des mesures liées à LEED. Ces coûts doivent être évalués en termes de coût total de possession, y compris les coûts initiaux et les coûts d’exploitation pendant le cycle de vie du bâtiment. Les coûts indirects sont souvent plus difficiles à évaluer, mais ils méritent d’être pris en considération.
La construction écologique peut n’ajouter que peu ou pas du tout au coût total de conception et de construction, du moins pour les niveaux inférieurs de la certification LEED ou des codes de construction écologique équivalents. Une étude réalisée par le consultant mondial en construction Davis Langdon en 2006 n’a trouvé « aucune différence significative dans les coûts moyens des bâtiments verts par rapport aux bâtiments non verts ». De nombreuses équipes de projet construisent des bâtiments écologiques avec peu ou pas de frais supplémentaires par rapport au coût d’un bâtiment traditionnel, et avec des budgets qui se situent dans la fourchette de coûts des bâtiments non écologiques dotés de programmes similaires.
La conception écologique peut exiger une attention et des efforts particuliers lors des phases initiales, et les coûts de conception sont généralement plus élevés, mais de plus en plus d’entreprises considèrent l’écologie comme faisant partie du paquet standard, et non comme un ajout. D’autres études menées sur des bâtiments spécifiques par la GSA et diverses organisations ont montré que la conception écologique pouvait coûter quelques points de pourcentage de plus, mais qu’elle réduisait considérablement les coûts d’exploitation et améliorait le confort des occupants.
La ville de Portland, dans l’Oregon, par exemple, comptait dix-huit bâtiments LEED en 2004 et a économisé plus d’un million de dollars par an en coûts évités de traitement des eaux usées et un autre million de dollars par an en factures d’énergie moins élevées.Mike Italiano (membre du conseil d’administration, US Green Building Council), communication personnelle, 14 mars 2003.
Dans certains cas, des caractéristiques de conception très innovantes peuvent retarder l’acceptation des bâtiments écologiques par le marché et les autorités réglementaires (en particulier au niveau local où les connaissances en matière de conception écologique peuvent être faibles), ce qui ralentit le calendrier du projet et augmente les coûts. Par exemple, les organismes de réglementation qui ne sont pas familiers avec les zones humides artificielles peuvent douter de leur efficacité en tant que moyen de réduire les impacts du ruissellement des eaux de pluie. De même, le marché immobilier de certaines régions, en raison d’un manque de connaissances, pourrait mettre en doute la valeur d’un système de chauffage géothermique, ou les règles d’une association de copropriétaires pourraient interdire un système électrique solaire supplémentaire.
Néanmoins, la construction écologique, surtout lorsqu’elle est certifiée LEED ou une autre norme, offre de nombreux avantages. Sur le plan environnemental, elle réduit la pression sur l’écosystème local, préserve les ressources et l’habitat et améliore la qualité de l’air intérieur. Sur le plan économique, les bâtiments écologiques réduisent les coûts d’exploitation, peuvent bénéficier d’incitations fiscales, améliorent l’image publique, peuvent réduire les coûts d’assurance, améliorent la productivité et l’assiduité des employés et augmentent la valeur marchande. En effet, dans une étude réalisée en 2008, Piet Eichholtz et ses collaborateurs ont comparé 700 immeubles de bureaux certifiés Energy Star et LEED à 7 500 immeubles conventionnels. Ils ont constaté que les immeubles verts affichaient des taux d’occupation plus élevés et pouvaient demander des loyers légèrement supérieurs, ce qui fait que la valeur marchande d’un immeuble vert est généralement supérieure de 5 millions de dollars à celle de son équivalent conventionnel. Le rapport indique que « les résultats montrent que les fortes augmentations de l’offre de bâtiments verts au cours de la période 2007-2009 et les récents ralentissements des marchés immobiliers n’ont pas affecté de manière significative les loyers des bâtiments verts par rapport à ceux d’investissements immobiliers comparables de haute qualité ; la prime économique de la construction verte a légèrement diminué, mais les loyers et les taux d’occupation restent supérieurs à ceux de propriétés comparables. » Le rapport conclut également que la certification verte commande des primes de location et une valeur d’actif plus élevées à la revente : « Nous constatons que les bâtiments verts ont des loyers et des prix d’actifs qui sont significativement plus élevés que ceux documentés pour les espaces de bureaux conventionnels, tout en contrôlant spécifiquement les différences dans les attributs hédoniques et la localisation à l’aide de pondérations de score de propension.
Compte tenu de ces avantages, la construction écologique est appelée à se développer. Avec autant d’argent en jeu, la nécessité d’une performance environnementale vérifiée et de normes de conception restera forte.
Alternatives et critiques de LEED
Malgré la croissance du marché de la construction écologique, en 2009, 42 milliards de dollars représentaient moins de 10 % de la construction totale de bâtiments. L’une des critiques formulées à l’encontre de LEED est qu’en tant que norme volontaire, elle ne force pas le changement assez rapidement. L’analyste des politiques publiques David Hart a conclu que LEED « se heurte inévitablement à ses limites » et n’agit pas « avec assurance pour tirer le bord de la pratique de la « construction brune ».
Comme de plus en plus de gouvernements et d’organisations adoptent LEED ou des normes similaires parce qu’ils disposent ainsi d’une mesure établie et fiable, le marché pourrait s’orienter plus rapidement vers une construction plus écologique.
Une deuxième critique persistante de LEED a été que la certification de base ne représente pas une grande amélioration par rapport à la construction conventionnelle. Pas plus tard qu’en 2010, l’architecte de renom Frank Gehry a critiqué LEED pour avoir crédité des « trucs bidons » qui ne sont pas vraiment rentables.
Selon ce raisonnement, la certification LEED détourne les gens d’objectifs plus ambitieux, et l’argent dépensé pour l’enregistrement et la certification – qui va d’environ 2 000 dollars pour les petits bâtiments pour les membres de l’USGBC à 27 500 dollars pour les grands bâtiments pour les non-membres – pourrait plutôt être consacré à des améliorations environnementales plus importantes. Ces frais signifient également que l’USGBC et le GBCI ont un intérêt économique à faire de LEED la norme de certification dominante. L’USGBC a même critiqué le code de construction de l’État de Californie pour le label CalGreen, car l’USGBC craignait que ce label ne crée de la confusion et ne diminue la valeur de LEED.
Enfin, LEED se concentre sans complexe sur la consommation d’énergie comme principal critère de performance environnementale. Cela a suscité des critiques de la part de l’organisation à but non lucratif Environment and Human Health Inc. (EHHI), qui estime que LEED ne fait pas assez pour empêcher les matériaux toxiques d’entrer dans les bâtiments. Un rapport de l’EHHI datant de 2010 exhorte l’USGBC à décourager les « produits chimiques préoccupants » tels que les phtalates et les retardateurs de flamme halogénés et à inclure davantage de professionnels de la santé dans son conseil d’administration. Un vice-président de l’USGBC a déclaré qu’il était prêt à collaborer avec les critiques pour améliorer LEED, à condition que les attentes soient raisonnables : « LEED pourrait dire qu’il ne devrait y avoir aucun produit chimique dans aucun bâtiment, aucune énergie utilisée et aucune eau, et que chaque bâtiment devrait restituer l’eau et l’énergie. Nous pourrions faire tout cela, et personne n’utiliserait le système d’évaluation. Nous pouvons seulement amener le marché aussi loin qu’il est prêt à aller.
Pourtant, LEED semble avoir trouvé exactement où le marché est prêt à aller. D’autres systèmes de certification existent mais n’ont pas atteint le statut de LEED. Green Globes, par exemple, a vu le jour en 2000, la même année que LEED, et comportait une composante en ligne dès sa création. Green Globes offre un système d’évaluation des performances similaire, et la certification est souvent moins chère que LEED. Green Globes est plus répandu au Canada, mais aux États-Unis, il est en train d’être intégré comme norme officielle de construction écologique de l’ANSI.
L’EPA attribue également la certification Energy Star aux bâtiments se situant dans le soixante-quinzième percentile ou plus pour la consommation d’énergie dans leur catégorie. Les constructeurs peuvent poser leur candidature en concevant un projet Energy Star et en remplissant un formulaire en ligne ; des données d’exploitation réelles sont toutefois nécessaires pour obtenir le label Energy Star final. La certification est gratuite. Enfin, il existe divers programmes de certification régionaux, de EarthCraft dans le sud-est des États-Unis à Build It Green en Californie. Ces systèmes ont tendance à être adaptés plus spécifiquement à leur emplacement.
La construction écologique est devenue de plus en plus souhaitable. LEED et d’autres systèmes de certification ont contribué à la rendre encore plus désirable en créant la confiance. Les constructeurs, les régulateurs ou le citoyen lambda peuvent savoir que la certification LEED garantit un minimum de considérations environnementales sans avoir besoin de savoir quoi que ce soit sur ces considérations ou comment elles fonctionnent dans le bâtiment. LEED, en particulier, s’est révélé suffisamment puissant et souple pour se répandre à l’échelle internationale et faire l’objet de fréquentes révisions de ses systèmes d’évaluation existants et d’une expansion vers de nouveaux systèmes.
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