Des installations plus vertes : Hermes Microtech Inc.

OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE Comparer les obstacles internes et externes à l’adoption par une entreprise d’une stratégie de durabilité pour la conception d’un nouveau bâtiment. Comprendre comment et pourquoi les participants à la prise de décision peuvent se retrouver en porte-à-faux dans la mise en œuvre de conceptions de bâtiments écologiques. Identifier les caractéristiques des processus d’innovation réussis en matière de durabilité.

Ce cas a été préparé par Chris Lotspeich, boursier de Batten, en collaboration avec l’auteur Andrea Larson. Créé comme un amalgame de diverses expériences d’entreprises, ce cas montre la complexité de la prise de décision dans la conception et la construction de bâtiments. Les points de vue des différents participants permettent de comprendre pourquoi les préoccupations liées à la durabilité modifient les processus de décision et peuvent donc être si difficiles pour les organisations conventionnelles.

Des installations plus vertes : Hermes Microtech Inc.

Heather GlenLe nom a été modifié. Ce cas est un amalgame de différents scénarios d’entreprise créés par Chris Lotspeich, chercheur et rédacteur de cas. Il ne s’agit pas d’une seule entreprise et aucun des noms n’est réel ; notez que le choix des noms est ironique. a reculé sa chaise dans son bureau chez Hermes Microtech Inc. ce qui lui donne une vue dominante sur les livres, les classeurs, les notes et les messages empilés autour de son ordinateur. Le soleil se couchait sur le Pacifique et, alors que les derniers de ses collègues partaient, elle profita de cette occasion pour réfléchir à la tâche qui l’attendait. Le PDG d’Hermes, Alden Torus, venait d’approuver le projet le plus important de la carrière de Glen à ce jour, et elle ne voulait pas perdre de temps pour commencer. Glen avait un mois pour organiser une première réunion de tous les participants clés impliqués dans la création et la construction du nouveau siège social d’Hermes. Pour la première fois, la société allait réunir des professionnels de chaque phase de la conception, de la construction et de l’exploitation des installations pour lancer la planification du projet, et Glen allait diriger la réunion. Bien qu’elle ne soit pas le chef de projet de construction, Glen va essayer de changer la façon dont son entreprise construit et gère ses installations pour les rendre plus respectueuses de l’environnement – et, ce faisant, transformer l’entreprise elle-même.

Beaucoup de choses se sont produites au cours des dix-huit mois qui ont suivi la nomination de Glen au poste de coordinatrice des projets spéciaux par Sandy Strand, vice-présidente exécutive de Hermes chargée de l’environnement et des installations (E&F). Strand lui avait demandé de diriger les efforts visant à faire de la qualité environnementale une priorité plus importante dans les bâtiments et les installations de l’entreprise, un objectif que le PDG partageait. Le travail de Glen dans la mise en œuvre d’améliorations de l’efficacité énergétique dans l’une de leurs usines de micropuces avait donné des résultats mitigés. Elle a beaucoup appris sur le potentiel technique d’amélioration de ce projet pilote, mais ses leçons les plus précieuses concernaient la dynamique organisationnelle de l’effort de conception-construction. Elle a réalisé que les facteurs de réussite les plus importants – ainsi que les plus grands défis – résidaient dans la rénovation du processus de prise de décision plutôt que dans les différents choix de conception et de technologie.

Alors que le crépuscule tombe et que les cubicules à l’extérieur de son bureau s’enfoncent dans l’ombre, des capteurs photoélectriques augmentent la luminosité des luminaires fluorescents au-dessus du bureau de Glen. Elle sirote une nouvelle gorgée de café pour éviter la somnolence qui pourrait suivre le repas qu’elle vient de partager avec Torus et Strand. Torus avait convoqué ce dîner pour discuter de la meilleure façon de faire du prochain site de l’entreprise un bâtiment respectueux de l’environnement ou « vert ». Il voulait que cela se produise car il pensait que cela serait bénéfique pour l’entreprise, et il avait soutenu les efforts de Strand et Glen. Pourtant, M. Torus savait qu’il serait difficile de changer la façon dont l’entreprise abordait le processus de conception-construction.

« Je suis réaliste quant aux contraintes qui pèsent sur ma capacité à apporter des changements sur ce sujet », leur avait dit Torus. « Mon temps et mon attention sont accaparés par des questions plus traditionnelles liées au cœur de métier. Je peux faire comprendre aux autres que je soutiens l’objectif d’amélioration de l’environnement, mais je dois compter sur vous pour y parvenir. » Torus a demandé à Strand et Glen de suggérer la meilleure façon de procéder. Il a aimé la proposition de Glen de faire participer toutes les personnes impliquées dans le cycle de vie complet du bâtiment à un premier atelier de conception intégrée pour lancer le projet. « Je n’ai pas le temps d’assister à la réunion complète, mais je peux la lancer par des remarques introductives », lui a dit Torus. « Envoyez-moi un mémo d’une page avec les trois à cinq choses les plus importantes que vous voulez que je dise ».

Après le dîner, Glen était retournée au bureau pour rédiger un e-mail d’invitation aux participants à l’atelier. Dans son esprit, elle voyait leurs visages, et passait en revue leurs rôles dans le projet et dans les efforts d’écologisation à ce jour.

L’histoire d’Hermès

Hermes était un fabricant de microélectronique de taille moyenne basé dans la Silicon Valley, en Californie. L’entreprise a débuté en tant que contractant militaire mais s’est développée pour se concentrer sur l’électronique grand public par le biais d’une série de fusions, d’acquisitions et de scissions. Elle fabriquait un mélange de micro-puces couvrant une gamme de capacités et d’applications, des puces complexes et coûteuses pour les ordinateurs personnels et les téléphones cellulaires aux dispositifs plus simples et moins chers pour les appareils de consommation et les automobiles. Hermes était essentiellement un fabricant de composants ; presque tous ses clients étaient des fabricants d’équipements originaux (OEM). Ses dix sites de production, ses trois laboratoires de R&D et ses vingt bureaux de vente aux États-Unis, en Europe et en Asie employaient dix mille personnes et généraient un chiffre d’affaires annuel d’un milliard de dollars, avec un bénéfice net de 100 millions de dollars.

Le PDG d’Hermes, Alden Torus, faisait partie de l’entreprise depuis sa création, vingt-cinq ans auparavant. Fils d’immigrants, il avait commencé dans le département de développement des produits et avait gravi tous les échelons. Torus était un ingénieur efficace et charismatique, doté d’un bon sens de la stratégie commerciale et d’une mémoire encyclopédique des détails. Il incarnait la culture d’entreprise d’Hermes : travailleur et axé sur la production, il consacrait de longues heures au développement et au lancement de nouveaux produits. Torus comprenait l’importance de l’avantage du premier arrivé dans l’industrie microélectronique, qui évolue rapidement. L’innovation était très appréciée chez Hermes, et la R&D sur les produits était une priorité.

Dynamique du marché des micropuces

Les micropuces étaient un produit de base, la concurrence était rude et les marges bénéficiaires étaient relativement étroites. Le cycle économique de l’industrie était très variable, caractérisé par des fluctuations régulières et importantes des prix et des bénéfices. L’influence déterminante était le rythme rapide du développement technologique, caractérisé par la loi de Moore, selon laquelle la puissance de traitement informatique double tous les dix-huit mois. S’affrontant les uns les autres ainsi que l’évolution technique, les fabricants ont fabriqué des produits de plus en plus sophistiqués, réduisant à la fois la taille des transistors et les périodes de développement des produits. Le délai de mise sur le marché est un facteur concurrentiel essentiel. Le temps disponible pour le lancement de nouveaux produits ne dépassait pas souvent dix-huit mois, y compris les améliorations de processus et de rendement. Le secteur était sensible aux conditions macroéconomiques, notamment aux dépenses de consommation. Plus de 85 % des revenus d’Hermes provenaient des puces intégrées dans les produits de consommation.

Une autre influence sur les fluctuations de l’offre et de la demande était le processus inégal ou « irrégulier » des augmentations de la capacité de production par étapes. La fabrication de micropuces est une activité à forte intensité de capital, et la mise en service de nouvelles installations de fabrication – les « fabs » – prend de nombreux mois. Lorsque la demande de puces augmentait suffisamment, les fabricants concurrents réagissaient rapidement et investissaient dans de nouvelles capacités. Ces fabs ont eu tendance à être mises en service à peu près en même temps ; la hausse de l’offre a fait baisser les prix, les stocks se sont accumulés et le marché s’est effondré. La demande et les prix finissaient par remonter, suivis d’une nouvelle série d’investissements dans les capacités de production des produits les plus récents.

Les usines de fabrication de puces étaient coûteuses et complexes. Les micropuces étaient fabriquées sur des tranches de silicium en une série d’étapes réalisées dans des dispositifs de haute technologie appelés outils, dont chacun coûtait des millions de dollars. Ces outils fonctionnaient dans des environnements soigneusement contrôlés, appelés salles blanches. La production microélectronique était très sensible aux perturbations et à la contamination par des particules microscopiques. Les arrêts de chaîne pouvaient ruiner les lots de production et coûter plus d’un million de dollars par jour ou jusqu’à des dizaines de milliers de dollars par minute pour certaines lignes de produits. Les salles blanches ont été isolées sismiquement du reste de la fabrique sur des piliers de support dédiés, de sorte que les vibrations provenant de tremblements de terre mineurs ou même de la circulation des camions à proximité ne perturbent pas les outils. L’eau de traitement était déionisée et hautement filtrée avant d’être acheminée dans la salle blanche et les outils.

Les fabs disposaient de systèmes CVC étendus avec des filtres à haute performance pour maintenir la température, l’humidité et la quantité de particules en suspension dans l’air de la salle blanche dans des paramètres rigoureux. Les centrales de traitement de l’air, les ventilateurs, les pompes, les fours et les refroidisseurs étaient situés à l’extérieur de la salle blanche et fournissaient de l’air conditionné et de l’eau de refroidissement dans la salle blanche par le biais de conduits et de tuyaux. Ces systèmes CVC représentaient généralement 40 à 50 % de la consommation d’électricité d’une usine. La consommation d’électricité des fabs varie de trois millions à quinze millions de watts ou mégawatts (MW), selon la taille de l’installation.

L’évolution de la stratégie environnementale d’Hermès

La fabrication de micropuces implique de nombreuses matières dangereuses, des émissions toxiques et des processus à forte intensité énergétique. Le maintien de la sécurité des travailleurs et la gestion de la pollution étaient des fonctions essentielles. Les émissions potentiellement dangereuses étaient hautement réglementées et strictement contrôlées. Traditionnellement, la gestion et la stratégie en matière d’hygiène et de sécurité environnementales (EHS) se concentraient sur les problèmes et les solutions en bout de chaîne, comme le traitement de l’air d’échappement contaminé par l’acide avant qu’il ne soit rejeté dans l’atmosphère. Plus récemment, une attention et des efforts accrus ont été consacrés aux stratégies de prévention de la pollution qui réduisent les émissions dangereuses en modifiant les processus de production. Ces stratégies permettent de répondre aux exigences réglementaires en matière de contrôle des émissions à un coût moindre que les méthodes en bout de chaîne et présentent souvent des avantages économiques grâce à la réduction des déchets et à d’autres améliorations de la fabrication. À cet égard, les activités environnementales d’Hermes étaient représentatives de l’industrie. Au milieu des années 1990, Hermes a regroupé le département EHS et le département de la maintenance en un seul département E&F. Le PDG Alden Torus n’a pas payé les frais d’administration de ce département.

Le PDG Alden Torus n’a pas prêté beaucoup d’attention aux questions environnementales pendant la majeure partie de sa carrière. Comme la plupart de ses collègues, il considérait le contrôle de la pollution comme un coût lié à la conduite des affaires, imposé par la conformité à des réglementations gouvernementales toujours plus nombreuses. Il considérait que ces questions relevaient de la responsabilité du département de l’environnement et des installations, mais qu’elles n’étaient ni une priorité pour la direction ni un élément central de la stratégie de l’entreprise. Il a conservé ce point de vue pendant son mandat de vice-président de la production et ses premières années en tant que PDG.

La perspective de M. Torus a commencé à changer lorsque son jeune fils a développé une forme rare de cancer. Au cours du traitement de son fils, il a découvert que plusieurs autres enfants de son quartier étaient atteints du même type de cancer. Sa fille adolescente était passionnée par les questions environnementales et s’était souvent plainte de l’ampleur de la contamination environnementale dans la Silicon Valley, demandant à son père de faire quelque chose. Les matières premières chimiques et les sous-produits de la fabrication électronique avaient contaminé les eaux souterraines à plus de cent endroits. Le comté de Santa Clara compte vingt-neuf sites de déchets toxiques désignés par le gouvernement fédéral comme « Superfund », soit la plus forte concentration du pays. Torus commence à se demander si cela n’a pas un rapport avec la maladie de son fils. Son fils s’est rétabli après un traitement long et difficile, mais d’autres enfants atteints de la même maladie sont morts. Bien qu’aucun lien avec un produit chimique ou un site spécifique n’ait été établi, cette crise familiale a incité Torus à revoir son point de vue sur la pollution industrielle.

Poussé par ses enfants, Torus a commencé à explorer de nouvelles perspectives. Son ami Sandy Strand, vice-président de Hermes E&F, s’intéressait depuis longtemps aux opportunités commerciales potentielles décrites par les principaux défenseurs de l’intégration de l’écologie et du commerce (voir la figure 7.12 « Organigramme de Hermes Microtech (partiel) » pour un organigramme). Strand a présenté à Torus les écrits de penseurs tels que Paul Hawken, Amory Lovins et William McDonough, ainsi que le travail d’organisations telles que The Natural Step, la Coalition for Environmentally Responsible Economies et le World Business Council for Sustainable Development. M. Torus s’est familiarisé avec de nouveaux outils et stratégies commerciaux, notamment les systèmes de gestion de l’environnement, la conception écologique et l’écologie industrielle. D’autres chefs d’entreprise lui ont parlé d’entreprises issues d’un large éventail d’industries qui ont trouvé des bénéfices et un avantage concurrentiel grâce à l’innovation et à la collaboration avec des praticiens de premier plan. Rapidement, Torus rejoint Strand dans la conviction qu’Hermes pourrait réaliser de nombreux avantages commerciaux en intégrant davantage de facteurs environnementaux et sociaux aux considérations économiques traditionnelles dans ce que l’auteur John Elkington appelle un nouveau « triple bilan ».

Figure 7.12 Organigramme de Hermes Microtech (partiel)

Mais par où commencer ? Torus et Strand partageaient une vision à long terme du processus de transition visant à faire évoluer leur industrie (et l’économie mondiale) vers la vision d’une condition plus durable. Aucun des deux hommes ne préconisait un changement rapide sans tenir compte des coûts. Ils ont continué à croire que leur priorité était la réussite économique et qu’il était essentiel de créer un argumentaire commercial pour les initiatives d’affaires vertes. Ils reconnaissaient qu’ils étaient bien en avance sur la plupart de leurs collègues sur ces questions et étaient pragmatiques quant à la portée et au rythme potentiels du changement, en particulier dans le cadre des contraintes managériales de la responsabilité exécutive dans une société cotée en bourse. Ils n’avaient que peu de temps et d’attention à consacrer à une nouvelle initiative stratégique, les ressources en capital étaient perpétuellement limitées et l’entreprise manquait d’expérience avec plusieurs des approches prometteuses. Pourtant, ils voulaient commencer quelque part – et développer régulièrement, bien que lentement, une dynamique de changement organisationnel.

Les initiatives vertes d’Hermès

Torus a commencé par partager sa vision de l’avenir avec l’entreprise et le public et par déclarer son soutien à des initiatives commerciales écologiques prudentes. Son plaidoyer n’a pas exigé beaucoup de son temps, mais il a fourni un soutien crucial de haut niveau aux employés qui porteraient la plupart des responsabilités de la mise en œuvre du projet. Les efforts initiaux viseraient des améliorations progressives vers des objectifs clairs et mesurables. Ces efforts seraient soutenus par l’éducation et la formation, le recrutement de personnel qualifié et l’expertise extérieure si nécessaire. Hermes avait construit son succès sur l’innovation et une gestion rigoureuse de la qualité.

Torus a fixé deux priorités initiales :

1. le développement d’une nouvelle gamme de chips plus respectueuse de l’environnement et
2. une amélioration de 20 % de l’efficacité énergétique et de la consommation d’eau sur cinq ans.

Ces programmes devraient être rentabilisés en cinq ans.

Le projet de puce verte serait mis en œuvre par les divisions R&D et opérations du département de production, dirigé par le vice-président exécutif de la production Christopher « Chip » Smith. Outre les domaines traditionnels d’amélioration des performances, le nouveau microprocesseur avait pour objectif de consommer au moins 15 % d’électricité en moins que le modèle précédent, ce qui intéresserait les acheteurs OEM et les consommateurs car cela prolongerait la durée de vie des batteries des appareils portables tels que les ordinateurs et les téléphones cellulaires. Les améliorations apportées au processus de fabrication permettraient de réduire les déchets et la pollution toxique. Hermes ferait de la publicité pour ces caractéristiques afin de différencier son produit, d’attirer les consommateurs soucieux de l’environnement et de stimuler les ventes, ce qui permettrait (espérons-le) de rentabiliser l’effort.

L’effort d’efficacité énergétique et hydrique serait mis en œuvre par la division de maintenance des installations du département E&F et la division des opérations du département de production. Le programme s’autofinancerait grâce aux coûts évités. Le programme est dirigé par Heather Glen, alors assistante spéciale de M. Strand. À l’époque, Heather Glen était une jeune et brillante ingénieure électrique, récemment diplômée d’un MBA, qui avait cherché un poste chez Hermes parce qu’elle avait entendu parler des efforts de l’entreprise en matière d’écologie et qu’elle souhaitait travailler dans ce domaine. Elle travaillait chez Hermes depuis un an et avait passé la majeure partie de cette période à dresser une vue d’ensemble des performances environnementales de toutes les usines, ainsi que de la consommation d’énergie et d’eau. Elle a également lancé un programme pilote visant à économiser de l’énergie en modernisant l’éclairage au siège de l’entreprise et dans deux autres bureaux, programme qui a été couronné de succès bien que de faible envergure.

Efforts initiaux : L’enquête sur l’énergie de F3 Fab

Strand a engagé une équipe de consultants dirigée par le Rocky Mountain Institute (RMI), un organisme de recherche et de conseil à but non lucratif. Il avait assisté à une conférence d’Amory Lovins, PDG du RMI et pionnier de l’efficacité des ressources, dans laquelle Lovins décrivait les travaux du RMI en matière d’efficacité énergétique dans les fabriques qui permettaient d’économiser jusqu’à la moitié de l’énergie de chauffage, de ventilation et de climatisation de manière rentable. Il a invité Lovins à rencontrer Torus, qui a accepté un projet pilote dans l’usine F3 d’Hermès, près de Dallas, au Texas. Glen a été désigné comme coordinateur du projet et agent de liaison avec RMI.

F3 a été choisie parce que c’était l’une des fabs les plus énergivores de l’entreprise, que les coûts de l’eau étaient relativement élevés et qu’une expansion importante était prévue. L’installation avait été construite au début des années 1970 par une autre entreprise et avait été rachetée par Hermes à la fin des années 1980. Une rénovation appelée Phase I a été effectuée à la fin des années 1990 pour accueillir une nouvelle ligne de production, avec seulement des changements mineurs au système CVC d’origine. Une nouvelle extension, appelée Phase II, était prévue avec une autre salle blanche et des utilitaires CVC dédiés. Les dessins initiaux de la phase II avaient été réalisés par Expedia Design Company, le fournisseur de longue date d’Hermes pour la conception architecturale et technique. EDC était un fournisseur de conception fab pour plusieurs entreprises du secteur et avait la réputation d’être rapide et de proposer des tarifs compétitifs.

L’équipe de consultants de RMI était dirigée par Bill Greenman, un architecte avec un MBA et une expérience en matière de conception écologique. Les services techniques ont été fournis par Peter Rumsey et John Blumberg de Rumsey Engineers, un cabinet d’ingénierie et partenaire fréquent de RMI, spécialisé dans les systèmes CVC à haut rendement énergétique pour les salles blanches et les bâtiments écologiques. Leur objectif était d’étudier brièvement le F3 afin d’identifier les possibilités d’amélioration existantes et d’effectuer une revue de conception simplifiée des plans d’Expedia pour la réhabilitation. Le résultat attendu était un rapport contenant une liste de recommandations pratiques mais de nature générale, plutôt qu’une étude technique détaillée basée sur des mesures de performance. Le rapport n’inclurait pas de plans de conception ou de calculs de retour sur investissement. Cette visite d’introduction avait pour but d’identifier les domaines d’amélioration potentiels à approfondir et de donner l’occasion à l’entreprise et aux consultants d’apprendre à mieux se connaître. La portée limitée du travail a également permis de maintenir les honoraires de consultation à un niveau peu élevé.

Glen ne s’était rendue qu’une seule fois sur le site de F3, bien qu’elle ait travaillé avec le personnel des installations sur son évaluation de la performance énergétique. Elle a pris l’avion depuis le siège de l’entreprise dans la Silicon Valley jusqu’au Texas et a rencontré l’équipe RMI sur place pour l’enquête de deux jours. L’équipe a passé la première matinée à décrire son approche et à recevoir des informations sur l’installation. Elle a ensuite visité le site pendant le reste de la journée et une grande partie de la seconde, travaillant avec l’ingénieur en chef et le personnel des installations pour comprendre les systèmes de CVC et de contrôle, l’utilisation de l’eau et les procédures d’exploitation. À la fin de la deuxième journée, l’équipe a présenté ses premières conclusions et recommandations lors d’une réunion à laquelle ont assisté le personnel des installations, la directrice générale du site, Regina Shinelle, le chef de projet de la phase II d’Expedia, Art Schema, et Strand, qui était venu en avion pour l’occasion.

L’équipe de l’IGR a estimé que des modifications peu ou pas du tout coûteuses des opérations actuelles du F3 pourraient permettre d’économiser jusqu’à 10 % de l’électricité du système de chauffage, de ventilation et de climatisation presque immédiatement, comme l’utilisation du refroidissement évaporatif « gratuit » pendant les périodes sèches en faisant fonctionner toutes les tours de refroidissement en parallèle à faible vitesse pour réduire la dépendance aux refroidisseurs électriques. Des économies supplémentaires de 15 à 25 % étaient réalisables avec des investissements modestes en matière de modernisation et des retours sur investissement estimés à deux ou trois ans, y compris la modernisation des systèmes de pompage et de ventilation. Des investissements importants pourraient réduire de plus de 50 % la consommation d’énergie du système de chauffage, de ventilation et de climatisation du site, ce qui nécessiterait de modifier la conception de la phase II d’Expedia pour permettre la consolidation des systèmes de refroidissement indépendants des deux salles blanches en une installation centralisée desservant les deux bâtiments. La période de récupération estimée serait d’au moins cinq ans si elle était effectuée en tant que modernisation, une fois la phase II terminée, ou beaucoup plus tôt si elle était combinée avec les améliorations proposées en matière d’efficacité énergétique de la phase II.

L’équipe de l’IGR a noté que d’importantes possibilités d’efficacité énergétique n’étaient pas prises en compte dans la conception actuelle de la Phase II. Il s’agit notamment de plus grandes unités de traitement de l’air à faible friction avec des moteurs de ventilateur plus petits et des entraînements à vitesse variable, des tours de refroidissement à haute performance, des revêtements réfléchissant la chaleur sur les conduits d’admission d’air en toiture, et des capteurs et contrôles améliorés. Ces mesures permettraient de réduire de 30 à 60 % la consommation d’énergie et les coûts liés au chauffage, à la ventilation et à la climatisation, avec des délais de récupération allant de l’immédiat à plusieurs années selon la mesure. Elles augmenteraient également les coûts de construction, même si les coûts d’investissement de certains composants diminueraient en raison de l’utilisation d’équipements plus petits tels que les moteurs et les refroidisseurs. L’ampleur de la refonte proposée serait importante et prendrait des semaines, voire des mois.

À l’exception de l’installation de refroidissement centralisée, la plupart des mesures recommandées n’interrompraient pas la production et n’impliquaient aucune intrusion dans l’espace de la salle blanche. Toutes les méthodes suggérées ont été démontrées au sein de l’industrie, mais pas toutes au même endroit, et peu d’entre elles ont été essayées au sein d’Hermes. RMI a suggéré qu’Hermes établisse des critères de performance énergétique à utiliser comme lignes directrices pour les opérations de fabrication existantes et les nouvelles spécifications de conception.

Blumberg de Rumsey Engineers a travaillé sur les mesures d’efficacité de l’eau et a proposé une méthode de récupération des eaux usées pour le refroidissement par évaporation. Mais lorsqu’il a étudié les techniques de réutilisation d’une partie de l’eau de rinçage acide qui s’écoulait d’un outil, le directeur de la production l’a réprimandé pour avoir interféré avec les questions de fabrication et l’idée a été abandonnée.

L’examen de la phase II a également permis de constater que la conception d’Expedia était une réplique presque exacte d’une autre fabrique Hermes vieille de plus de dix ans, elle-même basée sur des plans datant des années 1970. Cela est devenu évident lorsque l’équipe a posé des questions sur un diagramme de tuyauterie montrant un zigzag inhabituel dans l’air, et un ingénieur des installations nommé Steve Sparks a répondu qu’il y avait un pilier structurel à cet endroit dans la fabrique dont ces plans ont été tirés – un pilier absent dans la Phase II. Il n’a pas semblé à l’équipe de l’IGR qu’une quelconque amélioration des performances avait été incorporée dans les itérations successives de cette conception.

De telles pratiques de « copie conforme » étaient courantes dans l’industrie de la microélectronique. La fabrication de micro-puces était extrêmement compliquée. Elle mettait en jeu des milliers de variables de processus et d’interactions chimiques si complexes qu’elles défiaient toute compréhension. Les paramètres et les spécifications de performance étaient exigeants, car des écarts mineurs pouvaient être désastreux, et si des problèmes survenaient, ils devaient être isolés et identifiés. Les délais de mise sur le marché étaient impitoyables, et leur respect exigeait un niveau extraordinaire de contrôle des variables du processus. Par conséquent, lorsque quelque chose fonctionnait, il fallait le copier exactement. Une ligne de production pilote pour le développement d’un nouveau produit était essentiellement « clonée » en nombre pour créer une installation de fabrication en grand volume. Cet état d’esprit a façonné tous les aspects de la conception des installations, même les domaines extérieurs à la salle blanche qui ne nécessitaient pas une inflexibilité aussi stricte. Le fait de  » copier à l’identique  » a permis de réduire les efforts, le temps et les coûts de conception de l’usine, mais a également entravé l’adoption d’améliorations technologiques et de processus, notamment les fonctions d’économie d’énergie.

Défis de mise en œuvre

Quelques semaines après l’enquête au Texas, RMI et Rumsey Engineers ont soumis un bref rapport (voir Tableau 7.3  » Résumé des recommandations de l’examen par Rumsey Engineers de la conception du système de ventilation de base pour la rénovation de l’immeuble de bureaux Hermes « ) résumant leurs observations et recommandations, qui a été diffusé sur le site et parmi les cadres supérieurs, notamment Strand, Torus et Smith. Des réunions ont été organisées pour discuter des recommandations et des stratégies de mise en œuvre. Les réactions ont été mitigées.

Spécifications	Critères de conception de base	Critères de conception proposés – Conduits plus grands	Critères de conception proposés – Conduits plus grands et appareil de traitement de l’air à vitesse frontale plus faible
Spécifications des gaines	Le diamètre moyen est de 36 pouces.	Le diamètre moyen est de 40 pouces. Augmentez la surface du conduit de 20 % (réduisez la perte de pression externe de 36 %).	Le diamètre moyen est de 40 pouces. Augmentez la surface des conduits de 20 % et augmentez la taille de l’appareil de traitement de l’air (réduisez la perte de pression totale de 36 %).
Vitesse frontale de conception (fpm)	500	500	400
Débit de conception (cfm)	50,000	50,000	50,000
Pression statique totale de conception (in.)	4.5	3.6	2.9
Perte de pression interne (CTA ; po)	2	2.0	1.3
Perte de pression externe (gaines ; po)	2.5	1.6	1.6
Rendement du ventilateur (%)	70	70	70
Rendement du moteur (%)	90	90	90
Vitesse frontale de fonctionnement (fpm)	500	400	400
Débit de fonctionnement (cfm)	50,000	32,500	32,500
Pression statique totale de fonctionnement (in.)	4.5	2.0	1.7
Perte de pression interne (CTA ; po)	2	1.1	0.8
Perte de pression externe (conduits ; po)	2.5	0.9	0.9
Rendement du ventilateur (%)	70	70	70
Rendement du moteur (%)	90	90	90
HP du moteur	60	50	50
Moteur VFD	No	Yes	Yes
Heures de fonctionnement annuelles	3,560	3,560	3,560
Consommation annuelle d’énergie (kWh)	149,000	44,000	37,000
Coût annuel de l’énergie ($)	22,350	6,500	5,550
Hypothèses : Taille du bâtiment = 50 000 pieds carrés (pi2) PCM de conception = 50 000 pieds cubes par minute (pcm) PCM de fonctionnement = 32 500 pcm pour la conception proposée (avec VFD) ; 50 000 pcm pour le cas de base (sans VFD). Heures de fonctionnement par an = 3 560 (10 heures par jour)

Tableau 7.3 Résumé des recommandations de l’examen par Rumsey Engineers de la conception du système de ventilation de base pour la rénovation de l’immeuble de bureaux Hermes.

L’équipe de l’IGR avait été accueillie avec un scepticisme initial par les membres du personnel des installations du site, qui se méfiaient des interférences extérieures, n’avaient jamais entendu parler de l’IGR et ne comprenaient pas ce partenariat inhabituel entre une société de conseil à but non lucratif et une entreprise. L’ingénieur en chef Tom Dowit a été un participant particulièrement réticent. Selon la rumeur, Dowit avait qualifié l’enquête de « simple projet farfelu de ces idéalistes de la division environnement » qui allait coûter de l’argent à sa division des installations et le distraire de sa tâche principale, à savoir veiller à ce que la division de la production puisse maximiser la production. Il s’est montré ouvertement sceptique lors des premières présentations de l’IGR, bien qu’au fur et à mesure de l’avancement de l’enquête, il ait reconnu à contrecœur la valeur de certaines observations de l’équipe, déclarant à un moment donné qu’il aurait apporté certaines des mêmes améliorations s’il avait eu la permission et le financement. Mais il s’est montré sur la défensive – et à un moment ouvertement dérisoire – lors de la présentation finale, alors que l’équipe décrivait des possibilités d’économiser des dizaines de milliers de dollars.

Glen a compris que M. Dowit craignait peut-être que les consultants le ridiculisent en découvrant d’importantes économies qu’il n’avait pas découvertes lui-même ces dernières années. Mais elle a également compris pourquoi il avait pu adopter une approche très prudente vis-à-vis des nouvelles techniques. Le personnel de l’ingénierie des installations avait un travail difficile, avec une grande responsabilité dans la maintenance d’équipements de production très complexes et sensibles. Ils n’ont qu’une influence limitée sur le choix et le fonctionnement des outils, mais lorsque quelque chose ne va pas, c’est souvent à eux que revient la faute. Le budget du département des installations était constamment serré, ce qui poussait les ingénieurs à faire des économies. De nombreux directeurs de production considéraient les installations comme un centre de frais généraux jouant un rôle de soutien subordonné à la génération de revenus de la fabrication.

Le reste du personnel de Dowit a convenu que bon nombre des recommandations étaient techniquement réalisables et avait déjà mis en œuvre avec succès certains changements opérationnels depuis la visite. Leur scepticisme initial concernant « une bande d’universitaires qui venaient ici pour écrire sur des tableaux noirs et nous faire perdre notre temps » s’est atténué au cours de l’enquête, à mesure que les compétences de l’équipe de l’IGR devenaient évidentes, et la plupart des gens en sont rapidement venus à respecter les capacités et les idées des consultants. Le personnel aurait besoin de fonds supplémentaires pour les rénovations afin de réaliser des économies supplémentaires. Quelques-unes des idées des consultants avaient été suggérées dans le passé par le personnel des installations du site, y compris des mesures utilisées dans d’autres usines Hermes, mais la plupart avaient été rejetées parce qu’elles ne répondaient pas à l’exigence du site selon laquelle les investissements de modernisation devaient avoir une période de récupération maximale de dix-huit mois.

L’ingénieur des installations Steve Sparks a soutenu avec enthousiasme les efforts d’efficacité énergétique et s’est confié à Glen. Il a déploré l’inefficacité des anciens équipements de F3, soulignant que Dowit les faisait fonctionner avec un « petit budget ». Dowit attribue les contraintes de dépenses au contrôleur, mais Sparks soupçonne que Dowit cherche également à s’attirer les faveurs du département de production en minimisant les dépenses d’exploitation et d’entretien. Sparks avait travaillé dans une autre usine juste après le départ de Dowit en tant qu’ingénieur en chef (la même installation qu’Expedia avait utilisée comme modèle pour la phase II). Sparks pensait que les réductions de coûts de Dowit l’avaient peut-être aidé à être promu à ce poste à F3, mais qu’elles avaient également épuisé les systèmes mécaniques et laissé à son successeur des coûts d’entretien différés. « Pour être juste », ajoute Sparks, « Dowit n’est pas inhabituel dans cette approche prudente, il est bon dans ce domaine et il a été récompensé pour cela. C’est typique de la culture des installations chez Hermes. »

Le directeur général de F3, Shinelle, n’avait que peu d’intérêt pour tout projet qui détournait l’attention de la production et aucun intérêt à ralentir l’expansion de la phase II. Elle n’a rencontré l’équipe de l’IGR qu’au moment de leur présentation finale et n’a pas dit grand-chose à ce moment-là ou lors des réunions suivantes ; ce qu’elle a dit était généralement d’accord avec Dowit. « Cette installation fonctionne, et l’énergie représente 2 % du coût de nos puces », a-t-elle déclaré. « Je ne peux pas passer du temps à m’en inquiéter. Nous devons utiliser notre capital d’investissement limité pour mettre rapidement sur le marché de nouveaux produits de haute qualité. » Glen a eu l’impression que Shinelle n’a participé qu’à contrecœur et qu’elle ne l’aurait pas fait du tout s’il n’était pas clair que Strand lui avait demandé d’accueillir l’enquête pilote sur l’énergie. En fin de compte, Mme Shinelle a accepté de demander au personnel de Dowit de sélectionner « quelques-unes » des mesures les plus rentables qui répondaient aux critères de récupération de dix-huit mois du site, et d’approuver les demandes de financement de ces installations.

Néanmoins, Mme Shinelle a refusé d’apporter à la conception de la phase II toute modification susceptible de ralentir le calendrier du projet. Sous l’impulsion de Strand, elle a demandé à Dowit de vérifier auprès d’Expedia s’il était encore temps de commander des moteurs plus efficaces que les types bon marché mais à rendement relativement faible spécifiés dans la conception, à condition que le surcoût ne dépasse pas 10 %. « La division de production ne peut pas se permettre de payer plus cher pour cette expansion », a-t-elle insisté. « Nous perdons des dizaines de milliers de dollars de recettes commerciales chaque semaine où nous retardons la mise en route de la fabrication de la phase II. Nous devons respecter le budget et le calendrier. » Glen comprend que la prime de performance annuelle de Shinelle est probablement liée à cette réalisation et que, de toute façon, c’est la division des installations qui paiera les factures de services publics.

Art Schema, d’Expedia, n’a pas su comment répondre aux commentaires de l’examen de la conception lors de la présentation sur place. Bien que ses principaux clients, Shinelle et Dowit, semblaient penser que l’apport de l’équipe RMI ne changerait pas grand-chose, voire rien, à la phase II, Art Schema pouvait voir que Strand soutenait les efforts des consultants. Schema a limité ses commentaires à des expressions polies d’intérêt pour les résultats et a promis de les examiner en détail.

Dans la semaine suivant la réception du rapport de l’IGR, Schema a envoyé une critique de l’examen de la conception à F3, et Shinelle a envoyé des copies par courriel à Glen et Strand. La réponse point par point d’Expedia reconnaissait le mérite de quelques suggestions de RMI mais rejetait la plupart des recommandations comme étant trop coûteuses, peu pratiques ou impossibles. La teneur de la réponse était que la moitié des recommandations de RMI étaient erronées et que l’autre moitié n’avait rien de nouveau pour Expedia. La lettre d’accompagnement de Schema se lisait en partie comme suit : « Expedia offre une fiabilité et une sécurité supérieures. Nos architectes et ingénieurs ont construit notre relation étroite avec Hermes en fournissant des conceptions économiques qui fonctionnent, comme le prouvent les projets précédents. Nous tirons parti de nos compétences et de notre expérience pour proposer des offres toujours plus basses et des délais d’exécution rapides, ce qui profite à la fois à Hermes et à Expedia. Nous sommes ouverts aux discussions sur les changements de critères de conception à tout moment avec vous, nos précieux clients. »

Mme Shinelle a défendu l’approche et le service d’Expedia dans son courriel ci-joint. « Expedia a toujours été là pour nous et ne nous a jamais laissé tomber. Ils ont joué un rôle clé dans l’agilité et la rapidité d’Hermes en matière de développement et de lancement de produits. Ne gâchons pas un bon partenariat avec des idées non testées. » Glen s’est rendu compte que Shinelle et Smith avaient tous deux gravi les échelons du département de production, forts de leur réputation de gestionnaires vedettes de projets de construction de fabriques, des succès qu’Expedia avait contribué à bâtir. De plus, la qualité des produits et le rendement de Shinelle à F3 étaient inégalés sur l’ensemble des sites de production d’Hermes, et elle avait la réputation de commercialiser les nouveaux produits très rapidement.

Résultats mitigés

Six mois plus tard, Glen et Strand considèrent que l’enquête F3 n’est qu’un succès partiel. D’un côté, les résultats techniques étaient positifs. Le personnel des installations de F3 avait mis en œuvre avec succès la plupart des recommandations peu ou pas du tout coûteuses de l’équipe RMI. Sparks et ses collègues ont été impressionnés par les nouvelles techniques, ont accueilli favorablement le soutien de l’entreprise pour investir dans l’amélioration des systèmes et ont ouvertement soutenu les efforts d’efficacité énergétique. Ils ont convaincu Dowit de demander à l’équipe de l’IGR de revenir pour effectuer une analyse plus détaillée de certaines des recommandations les plus complexes. Le fait que Torus ait mentionné l’effort pilote à F3 dans un discours diffusé sur le web à l’échelle de l’entreprise, louant les efforts du directeur du site et de l’ingénieur en chef, a aidé leur cause. Mais contrairement à la première visite, qui a été prise en charge par le bureau de Strand, les frais ultérieurs devraient provenir du budget de fonctionnement du site. Shinelle a accepté de les allouer en principe mais a déclaré qu’aucune dépense de ce type ne pourrait être entreprise avant le trimestre suivant au plus tôt.

En revanche, le projet d’expansion de la phase II de F3 s’est déroulé comme prévu. Certaines améliorations de l’efficacité des moteurs ont été incorporées à la dernière minute à un coût supplémentaire minime, mais la bousculade pour modifier les commandes d’équipement à un stade tardif dans un calendrier serré a suscité quelques récriminations de la part de Dowit et Schema.

Le département de l’environnement de Strand avait engagé l’équipe RMI pour mener des enquêtes générales similaires sur deux autres sites dans l’Oregon et dans la Silicon Valley, accompagnée de Glen dans chaque cas. Les visites ont eu lieu trois mois après l’enquête F3, et les recommandations de l’équipe ont été soumises mais non suivies d’effet. Ces visites ont été parallèles à l’expérience de F3. L’équipe a travaillé avec le personnel de la division des installations sur des améliorations énergétiques qui ne risquaient pas d’interférer avec la production. (L’efficacité de l’eau de fabrication n’a plus été étudiée après la réprimande de Blumberg à F3). Les opportunités d’efficacité technique étaient similaires, tout comme la dynamique politique. Certains membres du personnel des installations étaient sceptiques, mais la réceptivité s’est accrue au fur et à mesure que les capacités de l’équipe RMI étaient connues par le bouche à oreille et l’expérience directe. Les membres du personnel de production étaient plus méfiants ; le bruit qui courait dans le département était que le programme énergétique était une nuisance coûteuse.

Expedia semblait déchirée par le programme énergétique. Son travail de conception était directement remis en question par les critiques des consultants, les réseaux personnels et les alliances de ses managers étaient alignés sur le département de production d’Hermes (celui qui l’avait embauché), et ses concepteurs n’étaient pas enclins à consacrer beaucoup d’efforts à la restructuration de son approche rentable de la copie exacte. Cependant, Expedia voulait aussi faire plaisir à son client et a reconnu que le PDG d’Hermes était intéressé. Glen a noté que Art Schema, le directeur de compte d’Hermes chez Expedia, avait évité de critiquer directement le travail de l’équipe de l’IGR – cette tâche avait été laissée à des subordonnés – et avait signalé son ouverture à la discussion de nouveaux cadres pour faire des affaires. Lors d’une brève parenthèse à la fin d’une réunion, il a dit à Glen : « Nous pouvons concevoir des systèmes plus efficaces sur le plan énergétique ; Hermes ne nous l’a jamais demandé. »

Le dilemme de l’agent de changement

Glen considérait que sa tâche était essentiellement intrapreneuriale. Elle essayait d’exploiter des ressources pour réaliser une nouvelle vision de l’avenir. Elle s’est étonnée de la difficulté d’innover, même dans une entreprise construite autour de la création d’idées, de techniques et de produits nouveaux. Elle a dû relever un défi de taille en essayant de changer les habitudes, en luttant contre un vent contraire persistant d’inertie et de résistance aux nouvelles méthodes. L’industrie des semi-conducteurs était caractérisée par une culture d’entreprise très prudente et conservatrice, découlant d’exigences techniques et de processus rigoureux, de risques de sécurité posés par des matériaux dangereux, du coût élevé des temps d’arrêt et d’une concurrence brutale sur un marché en évolution rapide. (Ce n’est pas pour rien que le livre du PDG d’Intel, Andy Grove, a été intitulé Only the Paranoid Survive).

Glen a dû persuader de nombreuses personnes de changer leur façon de faire les choses, tant avec les différents départements d’Hermes qu’avec les fournisseurs extérieurs. Elle s’est parfois sentie étrangère lors des visites de sites ; même les collègues de la division des installations de son propre département la considéraient comme un membre de la division de l’environnement du siège social. Glen était reconnaissante à l’équipe de l’IGR de pouvoir étayer ses affirmations par une expertise pratique. Son poste ne lui conférait que peu d’autorité formelle pour imposer le changement, bien que l’approbation de la direction lui conférait une autorité informelle, et sa formation ne lui apportait qu’une crédibilité limitée auprès des ingénieurs des installations. L’équipe de l’IGR n’a pas d’autorité mais elle construit sa crédibilité en démontrant ses compétences, une étude de site à la fois, en complément de ses points forts.

Ses collègues savaient qu’elle avait le soutien de Strand et même de Torus, mais le temps et l’attention des cadres étant très limités, elle était laissée à elle-même pour gérer le processus et mettre en œuvre le changement. Glen sentait que les sceptiques du camp adverse, axés sur la production, réagiraient positivement au programme énergétique lorsqu’elle ou Strand seraient présents, mais qu’ils reviendraient au statu quo dès que les défenseurs de l’efficacité ne regarderaient pas, espérant qu’ils pourraient attendre que le PDG prenne sa retraite et que le problème se dissipe. Elle s’est souvenue du dicton chinois concernant cette attitude parmi les cadres moyens : « Le ciel est haut et l’empereur est loin. »

Une nouvelle opportunité : Le siège social écologique

En dépit de son autorité en tant que PDG et de sa crédibilité personnelle en tant que gestionnaire et leader performant, Alden Torus ne pouvait pas se permettre de consacrer beaucoup de capital politique et social à des efforts qui n’étaient pas directement axés sur le succès commercial. Pourtant, son intérêt pour les opportunités commerciales durables restait fort, et il voulait choisir ses interventions avec soin afin de fournir le plus grand levier de changement. S’il devait risquer sa réputation et devancer ses collègues sur une question peu familière, il voulait que cela compte. Il était satisfait des premières phases des efforts d’efficacité énergétique et de gestion de l’eau, même s’il devenait évident que le processus d’apprentissage et de transformation de l’organisation ne serait pas rapide. Il souhaitait accroître la sensibilisation – et l’attention – aux dimensions environnementales du commerce qui allaient au-delà d’une utilisation plus efficace des ressources.

L’une des stratégies envisagées consistait à fixer des objectifs de réduction des émissions de gaz contribuant au changement climatique à l’échelle de l’entreprise. Des objectifs précis pourraient donner de la cohérence aux efforts d’efficacité énergétique dans l’ensemble des installations de l’entreprise et empêcher les sites individuels d’écrémer uniquement les opportunités ayant les retours sur investissement les plus intéressants – une approche qui rendait souvent les mesures à long terme non rentables selon les critères d’investissement actuels. Torus pensait que le fait de regrouper les projets d’investissement augmenterait les périodes de récupération moyennes mais entraînerait des réductions d’émissions globales plus importantes. L’échange interne de droits d’émission pourrait réduire davantage le coût total de ces efforts en dirigeant les fonds vers les opportunités les plus rentables.

M. Torus a vu une bonne occasion dans la décision de l’entreprise de regrouper le siège social et les bureaux de vente de l’ouest des États-Unis en un seul endroit. Il a demandé au conseil d’administration de soutenir la construction d’un bâtiment écologique et a invité Lovins et Greenman de RMI à la réunion du conseil pour décrire les avantages potentiels. Les bâtiments verts utilisent des matériaux et des pratiques de conception et de construction plus respectueux de l’environnement et réduisent généralement les factures de services publics de 50 % grâce à une utilisation efficace de l’énergie et de l’eau. Leur coût de construction n’est pas nécessairement plus élevé que celui des bâtiments conventionnels, bien qu’ils nécessitent une attention particulière au niveau de la conception. Le conseil d’administration a été intrigué par les recherches indiquant que la productivité des travailleurs augmentait en moyenne de 5 % dans les bâtiments verts, ce qui serait encore plus intéressant pour l’entreprise que l’élimination totale des factures de services publics.

Mais qu’est-ce qu’un bâtiment « vert » ? », demande le conseil. Lovins et Greenman avaient répondu que chaque projet était unique et qu’il n’existait pas de normes simples à appliquer à une conception, ni de pansements qui la rendraient verte. Cependant, une accréditation par une tierce partie était disponible par le biais du système d’évaluation LEED établi en 2000 par le US Green Building Council (USGBC), une coalition consensuelle respectée de parties prenantes de tous les aspects de l’industrie du bâtiment. La certification LEED exigeait que les meilleures pratiques soient utilisées dans certains aspects essentiels de la construction et de l’exploitation des bâtiments. Elle fournissait une liste de techniques et de pratiques, dont la plupart étaient ancrées dans les normes industrielles existantes. Les concepteurs et les constructeurs pouvaient intégrer des caractéristiques choisies dans ce menu d’options pour obtenir des points en vue de la certification.

LEED a fourni un cadre d’action avec des objectifs définis et des critères établis pour ce qui est « vert ». Les données de l’USGBC provenant de nombreux projets achevés ont indiqué que le niveau de certification de base ajoutait 0 à 5 % au coût initial d’un bâtiment (sans tenir compte des économies de coûts d’exploitation typiques), et que le principal facteur de cette variabilité était la compétence et l’expérience de l’équipe de conception-construction. LEED a été bien accueilli par l’industrie, s’est développé rapidement et, trois ans après son lancement, était appliqué à plus de 5 % de tous les projets de construction commerciale et institutionnelle et de rénovation majeure aux États-Unis.

Le conseil a approuvé le projet. M. Torus pensait que le bâtiment serait un puissant symbole éducatif des avantages commerciaux de la conception écologique et servirait d’outil d’apprentissage organisationnel. Il pensait que les approches novatrices du nouveau siège social seraient susceptibles de plaire à la culture d’entreprise d’Hermes, en particulier à celle du département de la production. Il aimait l’idée que la planification stratégique et le développement conceptuel de nouveaux produits se dérouleraient dans une installation unique.

Comme pour les autres installations d’Hermes, le développement du nouvel immeuble de bureaux était géré par le département de production. (La plupart des projets de bâtiments Hermes étaient liés à la production, donc pour simplifier l’administration, le département de production supervisait toutes les nouvelles constructions). Torus avait décidé de faire du nouveau siège social un bâtiment écologique alors que le projet avait déjà commencé. Le plan consistait à rénover entièrement un immeuble de bureaux de quatre étages et de cinquante mille pieds carrés dans la Silicon Valley. L’équipe de gestion du projet avait été désignée, et les entrepreneurs de conception et de construction avaient déjà été choisis sur la base de leur conception : Les partenaires traditionnels d’Hermès, Expedia Design Company et Advanced Building Services (ABS). Art Schema était le chef de projet d’Expedia, et William Ditt était le chef de construction d’ABS. Tous deux avaient beaucoup travaillé sur les installations d’Hermes par le passé, mais n’avaient que peu d’expérience des techniques de construction écologique. La prochaine étape du projet devait être l’examen des plans initiaux d’Expedia pour le noyau du bâtiment et les services publics, mais Torus avait mis le processus en attente lorsqu’il a décidé de demander l’approbation du conseil d’administration pour faire de la rénovation un projet de construction LEED. Il n’était pas trop tard pour modifier la conception afin de répondre à ce nouvel objectif.

Torus a décidé de s’appuyer à la fois sur l’élan du programme d’efficacité énergétique et sur le programme de RMI. RMI et Rumsey Engineers seraient retenus comme consultants en conception, en raison de leur crédibilité croissante dans l’entreprise et de leur réputation de leaders dans le domaine de la conception écologique. Glen a été chargée de diriger l’effort d’écologisation vers l’objectif d’obtenir la certification LEED et de poursuivre son rôle de liaison avec l’équipe RMI.

Le vice-président exécutif de la production, Chip Smith, avait choisi Regina Shinelle comme chef de projet et Tom Dowit comme ingénieur en chef. Glen ne peut s’empêcher de se demander s’il s’agit d’une évolution positive et quelles sont les véritables intentions de Smith. Smith n’avait pas beaucoup révélé son opinion sur les efforts d’écologisation ; bien qu’il ait fait preuve de soutien en présence de Torus, sur la plupart des questions, il incarnait le point de vue du département de la production. Glen allait maintenant travailler avec les deux personnes qui avaient opposé la plus forte résistance à ses efforts et qui ne partageaient pas ses priorités. Si la rénovation ne parvenait pas à obtenir la certification LEED ou si ses résultats étaient médiocres, le programme de durabilité subirait un revers majeur. Mais si l’effort de collaboration aboutissait à un bâtiment LEED économique et performant, cela apporterait une reconnaissance positive à tous les participants et susciterait peut-être une plus grande adhésion aux efforts de durabilité parmi les sceptiques de l’entreprise.

Glen est heureux que Steve Sparks ait été nommé directeur des installations du nouveau siège social. Il avait été le partisan le plus enthousiaste des efforts d’efficacité chez F3, et ses efforts persistants avaient joué un rôle clé dans la mise en œuvre réussie des mesures recommandées, malgré des collègues plus hésitants. Glen avait suggéré à Strand que Sparks serait un candidat interne idéal pour le poste. Sparks était enthousiaste à propos de la promotion et de l’opportunité de s’impliquer davantage dans la conception écologique.

Stratégies d’écologisation

La principale proposition de Glen, en tant que coordinateur de la durabilité du projet, était d’organiser un processus de conception intégré appelé charrette. Cette réunion multidisciplinaire animée réunirait dans une même pièce (souvent autour d’une même table) les participants au projet, les parties prenantes et des experts extérieurs, et ce, dès le début du projet. L’objectif était de clarifier les résultats souhaités, d’identifier les obstacles et de concevoir des stratégies pour obtenir le meilleur résultat global. Ce processus d’intégration a aidé les participants à comprendre leurs différentes perspectives et motivations, à échanger des idées, à établir la confiance, à résoudre les problèmes et à créer un consensus. Cette approche a pris un certain temps, mais l’investissement de cet effort supplémentaire a permis d’améliorer considérablement les plans et les spécifications, de rationaliser la construction, de réduire les coûts totaux et d’augmenter la performance du bâtiment. « Un axiome de la conception est que toutes les grosses erreurs sont commises le premier jour », a déclaré Greenman à Glen. « La majeure partie du coût du cycle de vie d’un bâtiment est déterminée par l’infime fraction du budget consacrée à la conception initiale. Les charpentiers savent qu’il est judicieux de mesurer deux fois et de couper une fois. Une charrette nous aide à le faire. »

La charrette devait durer deux jours et se dérouler dans les installations de conférence du centre de R&D d’Hermes. Le personnel de R&D d’Hermes avait utilisé des techniques similaires pour la conception de produits, mais cela n’avait jamais été essayé pour un projet d’installations. Les participants ont fait remarquer que jamais auparavant toutes les parties concernées par la durée de vie d’un projet de bâtiment Hermes ne s’étaient réunies simultanément.

La réunion commencera par les présentations des équipes, suivies de présentations sur la conception écologique et LEED par l’équipe RMI (qui a obtenu d’excellents résultats lors des charrettes précédentes). Glen a prévu de décrire la liste des exigences LEED et les domaines de crédit qui, selon elle, se prêtaient le mieux à une exploration. Elle a identifié plusieurs domaines comme étant facilement réalisables et beaucoup d’autres méritant une exploration plus approfondie. Le groupe choisira une première série de domaines de crédit LEED à explorer. Cela prendra une grande partie de la première journée.

Le sujet technique le plus détaillé serait un examen collectif des alternatives de conception HVAC. Rumsey Engineers avait examiné la conception préliminaire élaborée par Expedia avant que les objectifs écologiques ne soient fixés – désormais appelée le cas de référence. Rumsey avait soumis une proposition présentant des recommandations pour augmenter l’efficacité du système de ventilation. Cela impliquait de dépenser plus d’argent dans la construction pour économiser de l’argent dans l’exploitation. Le résumé des recommandations et des coûts et avantages estimés devait être distribué à chaque participant. Cette discussion commencerait le premier jour et se poursuivrait le deuxième jour si nécessaire.

Le dernier sujet, le plus difficile, mais peut-être le plus important, concernerait les changements potentiels de politique et de procédure qui pourraient favoriser des investissements plus efficaces dans les installations. L’approche traditionnelle d’Hermes en matière de demande, de financement, de conception, de construction et d’exploitation de ses installations était fonctionnelle mais pas optimale. Le programme d’amélioration de l’efficacité énergétique avait prouvé qu’il y avait un gaspillage généralisé d’énergie et de capital dans les installations de la société. Il avait également mis en évidence les aspects du processus qui entravaient l’amélioration. Il était dans l’intérêt de la direction et des actionnaires de créer un processus plus efficace.

La plupart de ces problèmes ne sont pas propres à Hermes mais sont caractéristiques de l’industrie. Les bâtiments étaient fabriqués dans le cadre d’un processus de production collectif mais non optimisé. Comme l’a dit Greenman, « si un chameau est un cheval conçu par un comité, alors la plupart des bâtiments sont des chameaux ». Certaines décisions produisaient des économies à court terme pour certains participants, mais dégradaient les performances des bâtiments ou imposaient des coûts à long terme aux propriétaires et aux occupants. En général, ces choix avaient un sens commercial pour chaque décideur et n’étaient pas destinés à causer des problèmes ailleurs. Ces défis étaient fonction des règles du jeu, et il valait la peine d’explorer si le changement de l’une de ces règles produirait de meilleurs bâtiments. La discussion de Glen examinerait les rôles des participants, les mesures incitatives et dissuasives, et l’impact des critères financiers et d’investissement. Elle pouvait mettre certains participants mal à l’aise, mais aussi entraîner des améliorations significatives du processus.

Ces pensées se bousculaient dans l’esprit de Glen le soir où Torus a approuvé la charrette. C’est excitée et un peu anxieuse qu’elle s’est mise à rédiger une invitation à la réunion et une brève description. Elle espérait que la charrette réduirait plutôt qu’elle n’enflammerait les tensions et les conflits latents (ou flagrants) entre les participants. Greenman lui avait assuré que le processus fonctionnait généralement étonnamment bien, mais elle voyait bien que l’obtention d’un consensus pouvait aussi ressembler à un rassemblement de chats. Elle a considéré les personnages avec lesquels elle devait travailler, chacun représentant une organisation ou un service différent, et a pris des notes résumant son interprétation de la perspective de chaque participant au projet.

Elle devait identifier les obstacles et les opportunités dans la dynamique de groupe et sélectionner les stratégies qui offraient le meilleur levier de changement. Le PDG lui avait offert la possibilité d’essayer quelques nouvelles approches et politiques qu’il pourrait annoncer dans son discours d’introduction. Elle pensait qu’un petit nombre de mesures bien ciblées pourraient « changer les règles du jeu » pour les participants clés du processus de conception-construction en fournissant des incitations différentes ou en supprimant d’importants facteurs de dissuasion. Cela permettrait d’orienter la décision du groupe vers un résultat positif pour ce projet, et peut-être aussi pour les installations futures.

Participants à la charrette

Hermes Personnel

• Regina Shinelle, chef de projet, département de la production, division des installations. « Je dois faire en sorte que cette installation soit construite dans les temps et dans les limites du budget. Plus la construction est rapide et plus les dépenses d’investissement sont faibles, plus ma prime est importante. J’ai fait confiance aux entrepreneurs d’Expedia Design dans le passé pour un service rapide et fiable. Il n’y a pas de place dans ce processus pour les essais et les erreurs ».
• Tom Dowit, ingénieur en chef du projet, département de l’environnement, division des installations. « C’est mon travail de veiller à ce que les opérations des installations soutiennent la production, tout en minimisant les risques et les coûts. Je n’ai ni l’argent ni la marge de manœuvre pour faire quelque chose de coûteux ou de risqué. Je dois entretenir les systèmes et payer les factures de services publics, et si mes coûts diminuent cette année, mon budget sera réduit l’année suivante. Faire simple, et si ce n’est pas cassé, ne pas le réparer, telle est ma philosophie. Je fais cela depuis longtemps, et mon approche fonctionne. C’est pourquoi on m’a demandé de superviser le processus de conception et de construction ainsi que les entrepreneurs pour ce nouveau projet de construction. J’utilise le processus d’ingénierie de la valeur pour examiner tous les aspects de la conception et de la construction, et j’approuve ou rejette les éléments proposés afin de contrôler les coûts. Bien sûr, il y a des possibilités d’amélioration, mais cette histoire de conception écologique attire trop l’attention, coûte trop cher et me ralentit. Quelle galère ! »
• Steve Sparks, directeur des installations du siège, département de l’environnement, division des installations. « Je serai responsable de l’exploitation et de la maintenance du nouveau bâtiment une fois qu’il sera terminé. Je suis enthousiaste à l’idée de travailler dans un bâtiment écologique. J’ai vu certaines de ces techniques fonctionner dans la pratique et je pense qu’il existe un grand potentiel d’amélioration des installations. Je suis surpris qu’on m’ait demandé de participer à cette réunion de conception. D’habitude, le département de la production nous appelle lorsqu’une installation est construite, nous remet les clés lors de l’inauguration et nous dit : « Gardez-le propre et en état de marche ». Ou bien il nous dit : « De nouveaux outils de fabrication seront mis en service dans deux semaines, assurez-vous qu’ils disposent d’électricité et d’eau ». Je suis impatiente d’avoir mon mot à dire dans les décisions qui concernent mon travail. »
• Susan Legume, contrôleur, département de la production. « Ma priorité est le contrôle des coûts. J’ai l’œil sur le résultat net et l’esprit sur la valeur des actionnaires. Les dépenses en capital sont un domaine où les coûts peuvent monter en flèche, en particulier les projets de construction avec plusieurs entrepreneurs. Mon travail consiste à faire pression sur le chef de projet et sur les vendeurs. Si nous ne faisons pas attention, ils peuvent vraiment nous priver du budget. Le processus d’ingénierie de la valeur nous donne la possibilité de freiner les dépenses excessives en supprimant les achats inutiles lors de la conception ou de la construction. »

Entrepreneurs en conception-construction

• Art Schema, chef de projet pour Expedia Design Company. « Nous offrons fiabilité et sécurité. Nos architectes et ingénieurs ont bâti cette entreprise en fournissant des conceptions économiques qui fonctionnent, comme l’ont prouvé les projets précédents. Nous tirons parti de nos compétences et de notre expérience pour proposer systématiquement des offres basses et des délais d’exécution rapides, ce qui nous aide à remporter des projets. Faire quelque chose différemment augmente nos coûts ; les techniques de conception non familières augmentent notre exposition au risque et les dépenses du projet. En tant que concepteur officiel de ce projet, nous devrions examiner attentivement si nous pouvons approuver des caractéristiques ou des plans exotiques. Bien sûr, le service à la clientèle est notre priorité absolue et Hermes est un client précieux, donc nous sommes ouverts à tout ce qu’on nous demande de faire, tant que c’est clairement défini et que nous sommes rémunérés pour nos efforts. »
• William Ditt, directeur de la construction pour Advanced Building Services. « J’ai coupé cette offre à l’os pour obtenir ce contrat. Nous nous rattraperons en coupant quelques coins, sur la base de mon expérience, là où cela fera l’affaire. Je dois maintenir le flux de trésorerie en faisant le travail le plus rapidement possible pour pouvoir passer à un autre projet. Je compte sur mon réseau de fournisseurs pour me procurer les pièces dont j’ai besoin, rapidement et à faible coût. Tout retard risque d’entamer ma mince marge bénéficiaire et mon calendrier serré. »

Green Design Consultants

• Bill Greenman, consultant, Rocky Mountain Institute. « Les organisations à but non lucratif comme le RMI peuvent collaborer de manière fructueuse avec les entreprises pour gagner de l’argent tout en protégeant l’environnement. Nous sommes des consultants en conception et des facilitateurs de processus. Bien que nous ne fournissions pas nous-mêmes de plans architecturaux ou de conceptions techniques, notre partenaire Rumsey Engineers peut le faire. Nous pouvons vous aider à obtenir la certification LEED et vous suggérer des idées et des pratiques exemplaires que nous avons vues utilisées avec succès ailleurs. Les pratiques standard de conception-construction ne produisent pas de bâtiments verts. La construction écologique est nouvelle pour l’ensemble de l’industrie, et nous avons de l’expérience avec ces techniques innovantes. La construction écologique peut être rentable, mais chaque cas est unique et nécessite un effort de conception accru et une gestion de projet attentive. »
  
• Peter Rumsey, consultant, Rumsey Engineers.« Nous sommes spécialisés dans la conception économe en énergie de systèmes entiers. Nous pouvons fournir des performances CVC équivalentes ou supérieures pour une consommation d’énergie moindre et un coût de possession réduit (même si nos systèmes peuvent coûter plus cher à la construction). Il est toujours préférable d’intégrer des techniques vertes dès le début du projet, en commençant par les phases initiales de la conception. Trop souvent, on nous appelle à la dernière minute, lorsque les plans sont terminés et qu’il est très difficile d’apporter des modifications, du moins à faible coût et avec un minimum de tracas. »

Environnement, esprit d’entreprise et innovation : Stratégies d’efficacité des systèmes pour les installations industrielles et commerciales

De nombreux responsables ne sont pas conscients des avantages stratégiques et des économies de coûts possibles grâce à l’analyse des systèmes appliquée à l’utilisation des matériaux, de l’énergie et de l’eau dans la conception et l’exploitation des bâtiments. Cette section présente des stratégies de systèmes entiers pour améliorer l’efficacité des ressources dans les bâtiments industriels et commerciaux.Cette note d’information a été préparée par Chris Lotspeich, boursier Batten, en collaboration avec l’auteur Andrea Larson.

Elle explique la pensée systémique et les méthodes intégrées et multidisciplinaires qui peuvent stimuler l’innovation à la fois dans les systèmes d’équipement (techniques) qui composent les installations et dans les systèmes humains (organisationnels) impliqués dans le processus de conception, de construction et d’exploitation. L’identification et l’utilisation des principaux points de levier et des synergies systémiques peuvent accroître considérablement les performances des bâtiments et des groupes de personnes qui les construisent et les exploitent. Dans la pratique, ces approches ont permis d’économiser de l’argent, de réduire les impacts environnementaux, d’améliorer la santé et la productivité des travailleurs, d’attirer de nouveaux employés, de réduire considérablement les coûts d’exploitation tout en n’ajoutant rien ou presque rien aux coûts initiaux et, dans certains cas, de réduire les coûts d’investissement.

Efficacité des ressources : Faire plus avec moins

L’efficacité des ressources (également appelée « productivité des ressources » et « éco-efficacité ») fournit des méthodes permettant de réaliser des économies et de réduire les incidences d’une entreprise sur l’environnement et la santé. Les entreprises consomment des ressources pour fournir des biens et des services et pour créer des avantages socio-économiques. Les ressources primaires sont les matériaux, l’eau et l’énergie. Leur utilisation lie directement l’activité industrielle à la terre par l’extraction, la pollution et la production de déchets. (Le travail, l’argent et le temps sont également des intrants économiques, bien que les impacts environnementaux et sanitaires associés à leur utilisation soient généralement plus indirects ; nous nous concentrerons sur l’utilisation des ressources physiques et énergétiques). Dans toute entreprise qui gère en vue d’une efficacité maximale, l’intensité des ressources du cycle de vie et l' »empreinte » environnementale d’un produit ou d’une entreprise donnée sont évaluées tout au long de la chaîne d’approvisionnement, depuis la base de ressources naturelles jusqu’à l’élimination finale ou le recyclage, en passant par la fabrication et l’utilisation.

Idéalement, l’efficacité des ressources permet de fournir des biens et des services de qualité égale ou supérieure tout en réduisant à la fois les coûts et les impacts de chaque unité de production. Les stratégies d’efficacité des systèmes vont au-delà de la conservation en stimulant la productivité et en différenciant l’entreprise. Lorsque la mesure de l’efficacité stimule l’innovation, faire plus et mieux avec moins favorise la croissance des revenus. L’innovation et l’initiative entrepreneuriale qui l’anime aboutissent à la mise sur le marché de nouveaux biens et services dotés de performances supérieures ou d’autres attributs qui surpassent la concurrence des produits et industries existants.

Cette « destruction créatrice » schumpétérienne (la création de nouveaux produits, processus, technologies, marchés et formes d’organisation) est fondamentale pour le capitalisme. Un capitaliste économise les rares ressources en capital en investissant pour améliorer la productivité. L’intensité en ressources de chaque unité de production tend à diminuer avec le temps, à mesure que les connaissances et les technologies s’améliorent. Cette dynamique a déjà permis d’accroître la productivité des ressources. Par exemple, aux États-Unis, la quantité d’énergie consommée par dollar de PIB a diminué au cours de toutes les années depuis 1976, sauf cinq, pour une baisse totale de plus de 35 % entre 1973 et 2000. Cette amélioration est positive, mais la réalité est que les pratiques standard ont eu tendance à entraîner des améliorations relativement progressives. Le potentiel d’augmentations de productivité beaucoup plus importantes reste inexploité, en attendant l’application systématique et synergique des meilleures pratiques et des meilleures technologies. Malheureusement, les barrières du marché et les comportements organisationnels maintiennent les pratiques standard, entravant ainsi le progrès.

Pour surmonter ces obstacles, il faut un leadership, des stratégies globales et des changements organisationnels, mais il est possible de parvenir à une efficacité radicale des ressources. L’efficacité radicale des ressources résulte d’une gestion efficace combinée à des pratiques novatrices. La pensée systémique et l’analyse du moindre coût de l’utilisation finale (abordées plus loin dans cette section) sont des cadres conceptuels essentiels pour une amélioration rapide. Faire plus avec moins est un objectif commercial fondamental et accepté et un concept central de pratiques telles que la gestion de la qualité totale. Les mesures d’efficacité des ressources constituent donc une première étape familière, réalisable et visiblement bénéfique.

« Écologisation des installations : Un bon point de départ

Les bâtiments sont l’une des principales interfaces d’une organisation avec les systèmes naturels par le biais des impacts des matériaux, de l’énergie, de l’eau et de l’utilisation des sols. Par conséquent, ils méritent une attention particulière, tant du point de vue de la dynamique des systèmes que de la stratégie d’entreprise. Les bâtiments et les installations sont des sites idéaux pour les premiers efforts d’efficacité des ressources dans la plupart des entreprises. Chaque entreprise utilise des bâtiments et paie des frais généraux pour maintenir le toit en place. Pourtant, on néglige souvent l’effet de levier simultané qu’offrent les bâtiments sur le plan financier, environnemental et sanitaire.

La plupart des bâtiments sont relativement gaspilleurs d’argent et de ressources, comparés aux exemples de bâtiments écologiques de pointe. Les meilleures pratiques permettent d’améliorer considérablement les performances des bâtiments, la santé et la productivité des occupants, ainsi que les impacts environnementaux. Ces avantages s’accompagnent d’une réduction de 30 à 50 % des coûts d’exploitation et d’une augmentation moyenne de seulement 2 à 7 % des coûts initiaux (et, dans certains cas, d’une diminution des coûts d’investissement). Ces avantages ont été largement démontrés dans les bâtiments écologiques ou « verts » certifiés par le système d’évaluation Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) de l’USGBC et le label Energy Star du ministère américain de l’énergie.

Les domaines d’amélioration des performances sont nombreux. Les opportunités discutées ici concernent principalement, mais pas exclusivement, la consommation d’énergie. En général, ce sont les opportunités les plus faciles à identifier et qui offrent les avantages les plus rapides à moindre risque pour la plupart des entreprises. Les principales catégories de possibilités d’économies d’énergie sont l’éclairage, les moteurs, les pompes et les ventilateurs, les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC), l’enveloppe du bâtiment, l’intégration thermique des différences de température et des flux de chaleur, la gestion de la charge, les mesures et les contrôles, et les techniques opérationnelles. N’oubliez pas que la même approche systémique peut être appliquée à d’autres dimensions des opérations d’une entreprise, notamment à sa chaîne d’approvisionnement.

Les possibilités d’efficacité des ressources communes dans la plupart des systèmes de construction sont quantifiables, éprouvées et relativement faciles à comprendre et à mettre en œuvre. Ces possibilités sont très répandues en raison des améliorations technologiques et parce que le processus de conception-construction produit systématiquement des systèmes structurels et mécaniques relativement inefficaces et surconstruits. Les usines sont des sujets particulièrement attrayants car la fabrication est une entreprise à forte intensité de ressources. Les bureaux et autres bâtiments commerciaux offrent également un potentiel. Les gains économiques et environnementaux sont les plus importants lors de la conception et de la construction de nouveaux bâtiments, mais les possibilités de modernisation sont nombreuses.

La mise en œuvre d’une série de meilleures pratiques et de technologies éprouvées a de fortes chances de produire des améliorations rentables à court terme. Ces mesures augmentent directement les bénéfices, car chaque dollar de frais généraux économisé va directement au résultat. Bien que ces économies offrent un potentiel de croissance des bénéfices plus limité que les ventes, cette frontière souvent négligée de la réduction des coûts peut ajouter de la valeur à moindre risque que le lancement de nouveaux produits et services, qui n’augmentent les bénéfices que sur la marge. Dans certains cas, des économies importantes réalisées grâce à une utilisation plus efficace des ressources peuvent permettre de dégager des capitaux supplémentaires, relativement peu coûteux, pour des investissements plus prioritaires.

Pensée systémique

Les stratégies discutées ici s’inspirent de la pensée systémique et des principes de la dynamique des systèmes. Ces approches représentatives de la technologie, de la conception et de la gestion ont été appliquées avec succès dans un large éventail d’installations et de contextes. Comme nous l’avons vu, les systèmes peuvent être techniques ou organisationnels. Les bâtiments sont des systèmes « techniques » comprenant des sous-systèmes tels que le contrôle du climat, l’eau et la plomberie, l’éclairage et autres. Les bâtiments sont conçus, construits et exploités par des systèmes « organisationnels » comprenant des propriétaires, des architectes, des ingénieurs, des constructeurs, des locataires et autres. Comme pour d’autres activités de fabrication, ce système organisationnel est composé de différentes personnes, et les équipes exécutent un processus itératif qui aboutit à un produit (le bâtiment). L’analyse des systèmes bien établie nous apprend que de petits changements au niveau des nœuds clés ou des variables d’entrée des systèmes complexes peuvent entraîner de grands changements dans les résultats du système. Ainsi, l’identification et l’utilisation d’informations sur les principaux points de levier peuvent augmenter de manière significative les performances des bâtiments ainsi que des groupes qui les construisent et les gèrent.

Les stratégies de mise en œuvre visent généralement à créer un changement en justifiant les améliorations de l’efficacité et en offrant des incitations au comportement actuel et futur souhaité. Comme le lecteur le sait, toutes les approches ne produiront pas de résultats économiques dans tous les contextes, car les conditions varient considérablement selon les installations et les entreprises. Il n’existe pas de formule magique pour réussir, et nous ne pouvons pas non plus fournir une liste exhaustive des possibilités. Cette discussion se veut plutôt une introduction aux opportunités représentatives et aux méthodes permettant d’en tirer le meilleur parti.

Leadership, gestion, innovation et esprit d’entreprise

Pour tirer parti de ces avantages potentiels, il faut modifier les pratiques standard. C’est un défi de leadership et de gestion qui implique l’innovation entrepreneuriale. La conception, la construction et l’exploitation d’un bâtiment est un processus complexe qui implique de nombreux participants, notamment des promoteurs, des architectes, des entrepreneurs et des sous-traitants, des clients et des utilisateurs finaux. L’écologisation de ce processus englobe la conception, l’ingénierie et la technologie, ainsi que la gestion de l’information, de l’argent et du comportement organisationnel. La valeur d’apprentissage organisationnel est élevée et s’étend à un éventail de disciplines et de fonctions d’entreprise. L’intégration réussie des divers participants impliqués dans le cycle de vie d’un bâtiment constitue un défi majeur pour les champions de la construction écologique et est peut-être le facteur le plus influent pour obtenir des améliorations radicales de la performance des bâtiments.

Lorsqu’il s’agit d’adopter une conception de bâtiment écologique, les différences entre les gestionnaires et les dirigeants sont également à prendre en considération. Les stratégies de gestion sont sans doute plus conservatrices que les initiatives de leadership. Les gestionnaires recherchent généralement la stabilité et la réduction des risques lorsqu’ils aident à diriger une organisation vers des objectifs définis. Ils ont tendance à favoriser des changements plus lents et plus progressifs. En revanche, les leaders les plus entreprenants sont orientés vers l’innovation et prennent de plus grands risques pour faire avancer une organisation plus loin et plus vite vers des états finaux qui diffèrent radicalement des modèles existants. Souvent, ces leaders ne sont pas des leaders formels ou officiels.

Ils peuvent apparaître comme des agents de changement. Agir en tant qu’agent de changement relève essentiellement de l’esprit d’entreprise, car la mise en œuvre d’un changement organisationnel important exige une vision et une initiative, et non une mentalité de réduction des risques. Les entrepreneurs ont une vision d’une nouvelle réalité future et mobilisent des ressources pour réaliser cette vision. Le leadership entrepreneurial cherche à créer un changement innovant dans les produits et services d’une entreprise. Agir de manière entrepreneuriale au sein de sa propre organisation est ce que le consultant Gifford Pinchot III appelle « l’intrapreneuriat ». Le maintien de l’innovation nécessite souvent un changement organisationnel, qui peut également être un acte novateur.

Un agent de changement potentiel dispose généralement de ressources limitées pour atteindre ses objectifs. Il ou elle n’a généralement pas d’autorité formelle sur tous les participants au processus dont la coopération est nécessaire pour atteindre un objectif. Par conséquent, une perspective systémique est précieuse. Un intrapreneur peut identifier et se concentrer sur les points de levier dans le système afin d’effectuer le plus de changement avec des ressources limitées. L’identification de synergies techniques peut permettre d’améliorer les performances de manière rentable. (Des exemples sont présentés plus loin dans cette section.) Influencer les règles de décision des participants peut modifier les résultats des processus organisationnels. La persuasion peut remplacer la contrainte. L’identification des avantages et des incitations pour le décideur du participant peut aider à faire accepter l’approche de l’agent de changement.

Les bâtiments écologiques sont des produits innovants dont les performances sont considérablement améliorées par rapport aux bâtiments standard. Ces améliorations dépendent fortement des améliorations apportées aux sous-systèmes techniques, tels que la consommation d’énergie et d’eau. Elles sont déterminées par les actions et les résultats du système organisationnel conception-construction-exploitation, qui est en fait le processus de fabrication.

Les avantages économiques de l’écologisation des installations constituent le facteur de motivation le plus fort et un dénominateur commun pour entreprendre de nouvelles pratiques impliquant des parties disparates, des méthodes peu familières et les défis du changement. Le dollar est le solvant universel, le langage neutre des affaires. Tous les participants peuvent s’accorder sur l’objectif de réduction des coûts, quelles que soient leurs convictions ou leurs perspectives sur les aspects environnementaux et sociaux.

Les premières réussites en matière de construction écologique peuvent libérer des ressources et renforcer les connaissances, l’adhésion et la confiance des parties prenantes. Ces caractéristiques sont utiles pour les étapes ultérieures, plus difficiles, vers la durabilité, telles que la refonte des produits et des modèles commerciaux.

Cela ne veut pas dire que les mesures d’efficacité sont faciles – elles ne le sont pas. Le processus exige de désapprendre les anciennes techniques et de réformer le processus traditionnel. Même des changements modestes peuvent rencontrer une résistance importante. Mais les stratégies d’écologisation utilisent des outils et des techniques éprouvés qui peuvent être abordés en termes quantifiables d’ingénierie et d’analyse financière, ce qui simplifie le défi de la mise en œuvre de nouvelles façons de faire. L’aide d’experts est facilement disponible, et les systèmes et bâtiments réussis fournissent des exemples concrets. Les participants sceptiques peuvent penser que certaines mesures « ne peuvent pas fonctionner ici », mais on peut leur montrer des bâtiments où ces techniques ont fonctionné dans un large éventail de climats et de structures. Les mérites peuvent être présentés avec des chiffres plutôt qu’avec des affirmations.

Résistance systématique

La construction écologique connaît une croissance rapide et s’impose dans le secteur de la construction. Néanmoins, de nombreuses personnes continuent de la considérer comme une activité de pointe et non comme une pratique standard, malgré les avantages démontrés. La diffusion de cette innovation en est encore à ses débuts. Comme pour de nombreuses innovations, le comportement organisationnel est au cœur du problème et a un impact plus important que la technologie. Il détermine si des décisions efficaces en termes de ressources sont prises et mises en œuvre ou non. Cela ne devrait pas être surprenant. Après tout, les façons habituelles de faire les choses semblent fonctionner. Les bâtiments sont construits, leurs systèmes fonctionnent, les gens les occupent et vaquent à leurs occupations, et les plaintes sont relativement rares. Les architectes et les ingénieurs sont payés et passent au projet suivant. La plupart des parties concernées sont satisfaites. Si le système n’est pas cassé, pourquoi le réparer ?

Suivez l’argent pour trouver les motifs

Certains pourraient se demander pourquoi, si la construction écologique est si rentable, elle n’est pas plus répandue sur le marché libre. S’il était rentable, les gens le feraient sûrement. Mais dans le monde du travail, l’expérience en matière de construction écologique fait défaut et les contraintes de calendrier et de budget limitent les efforts qui peuvent être déployés en matière de conception et de construction. Si le propriétaire ne demande pas de caractéristiques écologiques, c’est à un autre participant au projet de les promouvoir. Les champions de la conception durable se heurtent à de nombreux obstacles pour mettre en œuvre leurs idées, tant sur le marché qu’au sein même de leur propre organisation. Vendre des approches et des équipements respectueux de l’environnement à des clients, des responsables et des collègues reste souvent un défi, surtout si l’adoption de ces approches ou l’utilisation de ces équipements leur demande de faire quelque chose de différent ou de dépenser plus de temps et d’argent. En outre, la plupart des professionnels de la conception et de la construction ont peu ou pas de formation ou d’expérience directe des techniques de construction durable. Ils ne sont pas très motivés pour essayer quelque chose de nouveau s’ils pensent que cela peut augmenter le risque de perdre une offre ou de mécontenter un client. Si les pratiques, les habitudes et les perspectives courantes ne donnent pas la priorité aux techniques écologiques, alors, comme le dit le proverbe, il peut être difficile d’apprendre aux vieux chiens à faire la grimace.

La situation évolue rapidement. Les organismes publics, les architectes, les décorateurs d’intérieur, les entreprises de construction et d’autres professionnels prennent de plus en plus conscience des avantages des bâtiments écologiques et demandent – et obtiennent – de meilleurs résultats. Le phénomène a-t-il balayé le pays ? Non, mais les gens le font et gagnent de l’argent. Les avantages économiques d’un développement immobilier plus durable sont nombreux, mais le problème est qu’ils ne profitent pas tous aux mêmes parties. Certains avantages ne sont pas comptabilisés directement dans notre système économique, comme la réduction des impacts environnementaux. Mais surtout, nous ne vivons pas dans un marché libre ; nous vivons dans le monde réel. Les marchés libres n’existent que dans les théories et les manuels scolaires. Les marchés réels fonctionnent sous l’influence de comportements et de dynamiques humains et organisationnels qui empêchent des résultats plus optimaux.

En politique, on dit que si vous voulez savoir pourquoi quelque chose se produit (ou ne se produit pas), suivez l’argent. Il en va de même pour la conception et la construction de bâtiments. Nous devons examiner de plus près les incitations (et désincitations) économiques auxquelles sont confrontées les différentes parties du processus de conception-construction pour comprendre pourquoi davantage de bâtiments ne sont pas plus durables.

Habituellement, plusieurs entreprises et individus différents sont impliqués dans un projet de construction. Il arrive qu’une partie profite au détriment d’une autre partie dans le même projet (voire dans la même entreprise). Par exemple, un entrepreneur ou un gestionnaire de projet peut acheter des équipements mécaniques moins chers et moins efficaces pour économiser de l’argent ou accélérer la livraison. En conséquence, le locataire ou le gestionnaire des installations paie des factures d’énergie plus élevées. Pour chaque décision ou action, déterminez qui en bénéficie et vous comprendrez souvent pourquoi un meilleur résultat pour la société et l’environnement (sinon pour le propriétaire) ne s’est pas produit.

La dynamique du marché et les modèles économiques façonnent les règles de décision des participants au processus et donc les résultats. Par exemple, le rendement après impôt de l’augmentation du diamètre du fil d’une seule taille dans un circuit d’éclairage standard de bureau aux États-Unis approche généralement les 200 % par an. Le tableau des tailles de fil du Code national de l’électricité vise uniquement à prévenir les incendies, et non à économiser de l’argent, et spécifie donc un fil de la moitié du diamètre – et quatre fois les pertes électriques dues à une plus grande résistance – comme cela serait économiquement souhaitable. Cependant, un électricien suffisamment altruiste pour acheter le fil plus gros (et plus cher) ne serait plus le plus bas soumissionnaire et n’obtiendrait pas le travail. Cet exemple illustre deux obstacles à l’amélioration de l’efficacité des bâtiments : un code d’exigences minimales en matière de sécurité des personnes interprété à tort comme un optimum économique, et une incitation partagée entre la partie qui choisit la taille du fil et celle qui paie ensuite les factures d’électricité.

Il vaut la peine d’examiner les mesures incitatives et dissuasives auxquelles sont confrontées les différentes parties au processus de conception-construction, et d’étudier pourquoi les pratiques et paradigmes standard bloquent souvent les améliorations environnementales, afin de déterminer des remèdes efficaces.

Le paradigme actuel du processus de conception-construction

Considérez une liste représentative des différentes parties impliquées dans la création de bâtiments commerciaux typiques. Le propriétaire peut être un promoteur immobilier cherchant à vendre ou à louer le bien, ou bien une entreprise, une agence publique, un établissement d’enseignement ou une autre organisation propriétaire de ses bâtiments. Le chef de projet peut être un employé du propriétaire ou un entrepreneur général. La conception est réalisée par des entrepreneurs et des consultants, ou parfois par le personnel du propriétaire de l’entreprise, notamment des architectes, des ingénieurs en structure et des ingénieurs en mécanique. La construction est généralement sous-traitée, ou parfois réalisée par une unité du promoteur ou du propriétaire de l’entreprise. Les gestionnaires d’installations exploitent et entretiennent les bâtiments.

Considérez maintenant certaines des pressions et motivations communes auxquelles chacune de ces parties est confrontée. Chacun d’entre eux peut se faire le champion de la conception durable, mais peut aussi la compromettre – souvent involontairement – en poursuivant des objectifs dictés par sa position ou les politiques de son employeur. Chaque projet et chaque décideur est différent, et les généralisations ne sont utiles que dans une mesure limitée. Néanmoins, on peut tirer des enseignements de l’examen des mesures incitatives et dissuasives typiques qui accompagnent une description de poste et un rôle donnés dans le processus de conception-construction, indépendamment des opinions et des valeurs de la personne qui occupe ce poste particulier. Les spécialistes du comportement organisationnel notent que « l’endroit où vous vous tenez dépend de l’endroit où vous êtes assis ».

Les promoteurs construisent souvent sur des spéculations. Ils finiront bien par trouver un acheteur. Plus les coûts initiaux sont bas, plus le bénéfice potentiel de la vente ou de la location est élevé. L’enveloppe structurelle est conçue avant que les locataires ne soient trouvés, et il est peu probable que les spécifications de performance dépassent les exigences minimales du code du bâtiment. Les promoteurs peuvent acheter des équipements de qualité inférieure pour économiser de l’argent, et ils ne paient pas en fin de compte les factures d’énergie plus élevées qui en résultent. Ils peuvent être expérimentés dans les techniques de construction écologique, mais ne le sont probablement pas. Nombre d’entre eux ne voient pas l’intérêt de risquer de ralentir le taux de rotation de leurs projets, d’augmenter les coûts ou d’aliéner des clients potentiels avec des caractéristiques écologiques peu familières.

Les locataires ont généralement peu de contrôle sur la conception des bâtiments et ont tendance à avoir une vision à court terme des coûts. Même les acheteurs de bâtiments spéciaux n’ont souvent aucune influence sur la conception ou la performance.

Les organisations qui sont propriétaires de leurs bâtiments sont plus susceptibles d’adopter une perspective plus intégrée et à long terme sur le coût du cycle de vie et la performance (surtout pour les nouvelles constructions). Elles peuvent être plus intéressées par les concepts de bâtiments écologiques que les autres acteurs, ou du moins plus enclines à faire pression pour obtenir des améliorations. Même dans ce cas, les cadres supérieurs peuvent partager et communiquer une vision plus écologique, mais ils doivent faire face à des pressions concurrentes de la part des chefs de projet ou des chefs de service au sein de leur propre entreprise ou chez leurs sous-traitants.

Les chefs de projet sont souvent récompensés pour avoir terminé le travail en avance sur le calendrier et le budget. Cela peut les inciter à prendre des raccourcis, à rejeter ou à modifier les caractéristiques et les spécifications de la conception (une telle « ingénierie de la valeur » compromet souvent la conception intégrée), à tirer davantage d’avantages des entrepreneurs et à procéder avec les options les plus facilement disponibles sans prendre le temps d’apporter des améliorations ou même de corriger les défauts et les erreurs non critiques. Si le budget du gestionnaire finance la construction mais pas l’exploitation du bâtiment, il peut être incité à utiliser des matériaux et des équipements moins chers mais de moindre qualité et à laisser à d’autres le soin de s’occuper des problèmes d’entretien ou de coût. Ces facteurs s’appliquent aussi bien aux employés des propriétaires qu’aux entrepreneurs généraux.

Les architectes sont encouragés à innover et sont récompensés pour leurs nouvelles conceptions intéressantes par une reconnaissance et un travail supplémentaire. Cependant, les attributs environnementaux ne figurent pas souvent en bonne place dans les critères d’évaluation de leurs clients et de leurs pairs. Les architectes pourraient avoir une formation ou une expérience significative dans le domaine de la conception durable efficace en termes de ressources et de systèmes entiers, mais ce n’est probablement pas le cas. Si le client ne leur a pas demandé de créer un bâtiment écologique, ils ont peu d’intérêt à se démener pour expliquer les avantages potentiels au propriétaire ou à l’entrepreneur. Lorsque les honoraires sont basés sur un pourcentage du coût du projet, la structure de rémunération récompense les architectes pour ce qu’ils dépensent et non pour ce qu’ils font économiser au client (ou à celui qui paie les factures de services publics) en réduisant la consommation et les coûts d’énergie ou d’eau.

Les architectes et les ingénieurs doivent travailler ensemble sur le même projet, mais cela ne signifie pas qu’ils coordonnent nécessairement leurs efforts pour produire un bâtiment optimal. Dans de nombreux cas, les architectes et les ingénieurs appartiennent à des entrepreneurs différents. Même lorsqu’ils appartiennent à deux départements d’une même entreprise, il y a trop souvent relativement peu de communication et d’harmonisation des approches de conception et des spécifications des équipements. L’architecte achève la conception avec un minimum d’apport de la part des ingénieurs et, en fait, il enroule les dessins et les fait passer par un petit trou dans le mur dans le département d’ingénierie pour exécuter la phase suivante du projet. Le processus de conception est séquentiel plutôt que simultané.

Il existe deux principaux types d’ingénieurs impliqués dans la construction. Les ingénieurs structurels sont relativement conservateurs dans leur approche, car si leur conception ne fonctionne pas, quelqu’un pourrait mourir. La sécurité et la cohérence sont prioritaires par rapport à l’innovation. Les ingénieurs en mécanique (EM) subissent moins de pression, car le pire scénario d’échec de leur conception est que les occupants du bâtiment doivent acheter un ventilateur ou un appareil de chauffage. Mais les ingénieurs mécaniciens sont en fin de compte responsables de la majorité de la consommation d’énergie d’un bâtiment. Par exemple, les systèmes CVC représentent près de la moitié de la consommation d’énergie d’un immeuble de bureaux typique de San Francisco, soit la plus grande part de la charge. (Le deuxième plus gros consommateur d’énergie est l’éclairage, avec plus d’un quart, et les charges électriques représentent plus de 10 % de la consommation totale d’électricité du bâtiment). Pourtant, les systèmes mécaniques mieux conçus sont généralement invisibles pour les utilisateurs. Même si ceux qui paient les factures de services publics constatent une baisse des coûts, à moins qu’ils ne partagent les économies avec l’équipe d’ingénieurs, les ME ne sont généralement pas récompensés pour leur innovation ou leurs efforts pour rendre la conception plus écologique.

Les deux types d’ingénieurs sont incités à surconcevoir les systèmes structurels et mécaniques, car la capacité excédentaire offre une marge de sécurité (mais gaspille souvent les ressources). Les deux types d’ingénieurs travaillent avec les mêmes budgets serrés et les mêmes délais courts. Ils spécifient souvent des équipements de qualité moyenne plutôt que de qualité supérieure pour réduire les coûts initiaux et utilisent des règles de conception empiriques pour gagner du temps. En effet, si un problème survient, la meilleure défense de l’ingénieur est que la conception suit les pratiques standard. Les techniques qui ont fonctionné dans le passé (ou du moins qui n’ont pas échoué) sont copiées et réutilisées. La mesure et l’analyse des performances réelles des structures précédentes ne sont généralement pas intégrées dans l’amélioration de la prochaine conception similaire. Contrairement aux architectes, les ingénieurs sont tout à fait heureux de faire en sorte qu’un bâtiment ait l’apparence et les performances de celui d’à côté. Ces approches habituelles produisent des conceptions fonctionnelles mais trop gourmandes en énergie.

L’expérience et la contribution des gestionnaires d’installations sont rarement sollicitées et intégrées au processus de conception. Généralement, les gestionnaires se voient remettre les clés une fois le bâtiment terminé et sont chargés de maintenir les lumières allumées et les sols propres avec un budget limité. De plus en plus, leur fonction est externalisée. Leur personnel n’a peut-être pas le temps ou la formation nécessaire pour mettre en service, entretenir et faire fonctionner les systèmes à un niveau de performance environnementale optimal. Il se peut qu’ils ne paient pas les factures de services publics ou qu’ils n’aient pas beaucoup de fonds à investir dans l’amélioration des bâtiments. Même si c’est le cas, ils peuvent ne pas être enclins à accroître l’efficacité énergétique et la consommation d’eau et à réduire les coûts si leur récompense est un budget réduit l’année suivante.

À part le propriétaire, aucun participant à ce système de prise de décision en groupe n’a d’autorité sur les autres et aucun ne peut exercer une influence déterminante sur le processus. Même le propriétaire doit déployer des efforts considérables pour s’assurer que ses objectifs survivent à chaque étape de la séquence. Le résultat typique de ce processus collectif est une structure sûre, parfois intéressante, mais dont les performances énergétiques sont médiocres et les impacts environnementaux moyens (souvent excessifs).

La plupart des parties aux projets de conception-construction sont habituées à ces approches standard et à cette dynamique commune, y adhèrent par habitude et s’y attendent intuitivement. Elles ne voient rien d’anormal et perçoivent peu de besoins d’amélioration, étant donné que, pour la plupart, les clients utilisateurs finaux et les occupants sont satisfaits ou du moins ne se plaignent pas plus que d’habitude. Aucune défaillance du marché n’est nécessaire pour expliquer ce résultat, bien qu’il impose des coûts inutiles à la société. Tous les participants à ce processus agissent dans leur propre intérêt économique rationnel, dans les limites de leurs connaissances. Si un chameau est « un cheval conçu par un comité », comme le dit la plaisanterie, alors, en fait, tous les bâtiments sont des chameaux : leur intention de conception a été subvertie par le processus.

Stratégies pour un processus de conception-construction d’installations plus vertes

Le processus standard produit des bâtiments sous-optimaux parce que les participants poursuivent leurs propres objectifs, même dans une mesure limitée, au lieu de faire davantage de compromis et de coopérer en plus grande harmonie pour obtenir des résultats optimaux pour les propriétaires et les utilisateurs des bâtiments sur le long terme. Les champions de la construction écologique sont donc nécessairement des agents de changement. Leur défi consiste à influencer le système organisationnel en agissant sur les participants ainsi que sur la technologie et la conception. Cette expérience peut être aussi difficile que de rassembler des chats.

Ce n’est qu’en fournissant aux participants des raisons convaincantes de changer d’approche, telles que des avantages financiers et stratégiques, que vous pourrez favoriser un changement durable.

Les paragraphes suivants donnent un bref aperçu de certains remèdes aux obstacles courants à la construction de bâtiments plus écologiques.

• Commencez tôt. Il est très important d’intégrer des éléments écologiques dès le début d’un projet. Un vieil axiome de conception dit que toutes les erreurs vraiment importantes sont faites le premier jour. Même les petites décisions prises au début du processus ont une influence considérable sur les performances et les coûts futurs du bâtiment. Il vaut la peine de « mesurer deux fois et couper une fois » lorsqu’il s’agit de la conception et des performances d’un bâtiment.
• Une sensibilisation accrue aux techniques de construction écologique et aux réussites démontrées profiterait à toutes les parties. L’éducation formelle joue un rôle crucial, mais le rythme de la transformation du marché peut être lent lorsque les diplômés entrent sur le marché du travail et font leur marque. Des formations en cours d’emploi plus nombreuses et de meilleure qualité, ainsi que des ressources documentaires conviviales pour les professionnels occupés, peuvent contribuer à modifier plus rapidement les pratiques existantes. L’expérience pratique et positive de la construction durable est peut-être l’outil d’apprentissage le plus puissant.
• Encourager le recours à des évaluateurs externes de l’efficacité énergétique. Cela peut aider à établir une base de référence commune pour les objectifs de conception et les critères de performance. Les évaluations de projets par des tiers faisant autorité renforcent l’importance de s’assurer que les équipements et systèmes spécifiés et installés fonctionnent efficacement. Par exemple, de nombreuses compagnies d’énergie fournissent une assistance à la conception en matière d’efficacité énergétique, des ressources et un soutien utiles, et parfois des incitations économiques.
• Les codes du bâtiment (tels que le rigoureux Title 24 de la Californie) et les directives volontaires (telles que LEED) peuvent améliorer la conception et les performances des bâtiments et contribuer à la formation des praticiens. Le système d’évaluation LEED fournit un cadre pour la définition d’objectifs communs, un modèle pour l’exécution des projets et des critères d’évaluation neutres basés sur les meilleures pratiques consensuelles et des critères mesurables (pour plus d’informations sur le système d’évaluation LEED, voir le chapitre 7 « Bâtiments », section 7.1 « Projet Grenouille : durabilité et innovation dans la conception des bâtiments »).
• Fixez des objectifs et des récompenses pour les performances. Utilisez des mesures et des critères de performance spécifiques. Offrez des incitations financières claires pour un travail de qualité. Par exemple, prévoyez une prime si les performances du bâtiment dépassent de plus de 40 % le code énergétique californien Title 24 ou si des points d’évaluation LEED sont obtenus. Les honoraires basés sur la performance rémunèrent les architectes et les ingénieurs en partie sur la base des économies d’énergie et d’eau mesurées par rapport aux normes de performance des bâtiments convenues au préalable, ce qui incite à une conception plus efficace.

L’approche la plus efficace n’est ni une technologie, ni un ensemble de directives et de repères, mais plutôt une refonte du processus lui-même. Un processus de conception intégré rassemble les participants au projet, les parties prenantes et les experts externes dès le début du projet pour collaborer, créer ensemble et mettre en œuvre une vision commune. Souvent appelée charrette, une telle réunion intensive et multidisciplinaire peut aider à identifier et à surmonter de nombreux obstacles à une conception écologique optimale.

Ce processus d’intégration aide les participants à articuler leurs différentes perceptions et incitations et leur permet d’échanger des idées, de résoudre des problèmes et d’établir une terminologie et des objectifs communs. Il crée un espace de communication permettant d’établir une compréhension et une confiance mutuelles, clarifie les objectifs et les options des propriétaires et aide les participants à se mettre d’accord sur les compromis et les concessions mutuelles qui pourraient être nécessaires pour obtenir un résultat optimal. Ces exercices peuvent améliorer considérablement les plans et les spécifications, rationaliser la construction, réduire les coûts totaux et accroître les performances du bâtiment – augmentant ainsi les chances que les systèmes fonctionnent comme ils sont censés le faire, plutôt que simplement comme ils sont conçus.

Design et technologie

Utilisation finale, analyse du moindre coût

L’analyse de l’utilisation finale et du moindre coût est un concept fondamental de la conception de systèmes complets et efficaces en termes de ressources. Historiquement, les discussions sur les ressources énergétiques se sont concentrées sur l’approvisionnement : où pouvons-nous en obtenir davantage, et combien cela coûte-t-il ? Mais les gens ne veulent pas des barils de pétrole ou des kilowattheures d’électricité en soi ; ils veulent les services que l’énergie fournit en fin de compte, comme des douches chaudes, de la bière fraîche, des bâtiments confortables, de la lumière, un couple et de la mobilité. Considérée du côté de la demande comme du côté de l’offre, l’analyse du moindre coût identifie le moyen le moins cher et le plus propre de fournir chacun de ces services. Souvent, le meilleur moyen, le plus rentable, consiste à utiliser moins d’énergie de manière plus productive, grâce à des technologies plus intelligentes. Une utilisation finale efficace peut ainsi concurrencer une nouvelle offre en tant que ressource énergétique et permettre de réaliser des économies plus importantes en termes de ressources, de coûts et de pollution en amont dans l’ensemble du système.

Il est moins coûteux d’économiser de l’énergie (en particulier de l’électricité) que de consommer du carburant pour la produire. Les enquêtes sur les efforts de « gestion de la demande » dirigés par les services publics pour économiser l’électricité montrent que les watts économisés – ou ce qu’Amory Lovins appelle les « négawatts » – coûtent généralement de 0,025 à 0,02 dollar par kilowattheure économisé, voire moins. Ce coût est inférieur au coût marginal de l’électricité provenant de toutes les autres sources d’approvisionnement et, contrairement à la plupart des types de production, il n’émet aucune pollution. Bien que les économies potentielles soient limitées, elles sont importantes.

Prenons l’exemple d’un pompage (figure 7.13  » L’efficacité énergétique en aval permet d’éviter davantage de gaspillage d’énergie en amont « ). L’utilisation finale consiste à déplacer une unité de fluide dans une conduite industrielle. La pompe fonctionne à l’électricité. Des pertes thermiques se produisent lorsque le charbon est brûlé dans une centrale électrique pour produire de la vapeur qu’un générateur convertit en électricité. Les pertes d’énergie se cumulent au niveau de la transmission et de la distribution, du moteur et de la pompe, de la vanne d’équilibrage et du frottement des tuyaux, jusqu’à ce qu’en fin de compte, seuls 10 % de l’énergie intrinsèque du charbon fournissent le travail souhaité.

Figure 7.13 L’efficacité énergétique en aval permet d’éviter davantage de gaspillage d’énergie en amont.
Source : Andrea Larson et Chris Lotspeich

Où se trouve le plus gros levier pour l’efficacité des ressources ? L’efficacité de la conversion peut être améliorée à la centrale électrique (par exemple, avec la récupération de la chaleur et la cogénération) et à d’autres points de la chaîne de distribution. Cependant, c’est au plus près de l’application finale que l’on peut tirer le meilleur parti des ressources. Par exemple, des tuyaux plus gros ont moins de friction, ce qui réduit les besoins de pompage. Cela permet de tirer parti des économies en amont, transformant les pertes en économies composées. Chaque unité d’énergie de pompage conservée dans le tuyau permet d’économiser dix unités de carburant, de coûts et de pollution à la centrale électrique.

Rentabiliser les systèmes intégrés

La méthodologie de conception intégrée optimise les relations entre les composants des systèmes techniques ainsi qu’entre les sous-systèmes d’une installation. Les performances de nombreux systèmes mécaniques sont compromises par des raccourcis de conception, des agencements compromis et des réductions de coûts d’investissement à la petite semaine. Une approche de conception intégrée peut reconnaître et atténuer ces effets au même coût de construction ou à un coût réduit. Il est beaucoup plus rentable d’intégrer ces éléments dans la conception initiale que d’essayer de les faire entrer dans le projet plus tard – ou de les mettre à niveau après l’achèvement. Pour réaliser des économies maximales, il faut d’abord minimiser la charge au niveau de l’application finale, avant de choisir l’alimentation en énergie ou d’appliquer des mesures d’économie d’énergie  » en amont « , vers le moteur ou tout autre dispositif de conversion d’énergie.

Prenons l’exemple du pompage illustré à la figure 7.13  » L’efficacité énergétique en aval évite le gaspillage d’énergie en amont « . Les coudes dans les tuyaux ou les conduits augmentent la friction et donc les besoins en énergie de pompage. Une disposition optimale des tuyaux et des conduits permet d’éliminer les coudes. Le dimensionnement de tuyaux de plus grand diamètre est également très important, car le frottement diminue comme une cinquième puissance du diamètre du tuyau. Des besoins de pompage plus faibles permettent d’utiliser des pompes, des moteurs et des systèmes électriques plus petits, ce qui réduit les coûts d’investissement. Des tuyaux plus grands maintiennent également un débit de fluide équivalent à une vitesse moindre, ce qui permet de réaliser d’importantes économies d’énergie de pompage. La relation de la « loi du cube » entre la puissance de la roue de la pompe et le débit du fluide signifie qu’en diminuant la vitesse de moitié, on réduit la consommation d’énergie de pompage de près de sept huitièmes (cette même dynamique et les économies potentielles s’appliquent également aux conduits et aux ventilateurs).

Cette approche a été mise au point par l’ingénieur singapourien Lee Eng Lock. Lee a formé l’ingénieur néerlandais Jan Schilham chez Interface Corporation, qui a appliqué ces techniques à une boucle de pompage pour une nouvelle usine de tapis. Une entreprise européenne de premier plan a conçu le système pour utiliser des pompes nécessitant une puissance totale de 95 chevaux. Mais avant le début de la construction, M. Schilham a augmenté la taille des tuyaux et donc réduit la taille des pompes. Le concepteur initial avait choisi des tuyaux plus petits parce que, selon la méthode traditionnelle d’analyse coûts-avantages, le coût supplémentaire de tuyaux plus grands n’était pas justifié par les économies d’énergie de pompage.

Schilham a encore réduit les frottements avec des tuyaux plus courts et plus droits en disposant d’abord les tuyaux, puis en positionnant les équipements qu’ils relient. Normalement, les concepteurs positionnent les équipements de production sans se soucier d’une configuration efficace de la puissance, puis demandent à un tuyauteur de raccorder les composants avec de longs parcours et de nombreux coudes. Ces simples modifications de conception ont permis de réduire la puissance requise à seulement 7 chevaux-vapeur, soit une réduction de 92 %. Le nouveau système a coûté moins cher à construire et à exploiter, il était plus facile à isoler, ne nécessitait aucune nouvelle technologie et fonctionnait mieux à tous égards. Ce petit exemple a des implications importantes : le pompage est la plus grande application des moteurs, et les moteurs utilisent les trois quarts de l’électricité industrielle aux États-Unis, soit les trois cinquièmes de toute l’électricité.

L’inventeur Edwin Land a déclaré : « Les personnes qui semblent avoir eu une nouvelle idée ont souvent simplement cessé d’avoir une ancienne idée. La vieille idée est celle des rendements décroissants – plus l’économie de ressources est grande, plus le coût est élevé. Mais cette vieille idée fait place à la nouvelle idée selon laquelle une conception innovante peut rendre les grandes économies d’énergie moins coûteuses à réaliser que les petites économies. Ce « franchissement de la barrière des coûts » a été prouvé dans de nombreux types de systèmes techniques. (Quelques autres exemples sont présentés plus loin dans cette section).

Le célèbre architecte écologique William McDonough a déclaré : « Notre culture conçoit le même bâtiment pour Reykjavik et Rangoon ; nous chauffons l’un et refroidissons l’autre ; pourquoi le faisons-nous ainsi ? J’appelle cela le « soleil noir ». L’intensité énergétique des installations se situe principalement dans les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) qui créent le confort intérieur en compensant les conditions climatiques et qui fournissent (ou retirent) la chaleur et le refroidissement des processus industriels.

Les systèmes de refroidissement sont généralement conçus pour répondre aux pics de charge, quelle que soit la fréquence à laquelle ils se produisent. La température de l’eau réfrigérée est souvent déterminée par les exigences thermiques les plus extrêmes d’un petit sous-ensemble de la charge totale, comme une ou deux machines sur un grand nombre. Cela entraîne un excès de capacité de refroidissement et un fonctionnement inefficace à des charges partielles. Il est beaucoup plus efficace de séparer les charges avec des boucles de tuyauterie d’eau froide parallèles à deux températures différentes. Une boucle à température plus élevée avec des refroidisseurs dédiés optimisés pour cette température peut servir la majorité de la charge d’une installation. Une seconde boucle à température plus basse, équipée d’un refroidisseur à haut rendement plus petit, peut desservir le sous-ensemble le plus exigeant de la charge. Cela peut améliorer l’efficacité globale de la centrale de refroidissement de 25 % ou plus. Les refroidisseurs à haute température coûtent moins cher que les refroidisseurs à basse température de capacité égale.

L' »intégration thermique » exploite les différences de température. De nombreuses entreprises consomment de l’énergie pour créer de la chaleur, puis dépensent encore plus d’énergie pour évacuer la chaleur résiduelle de leurs processus et de leurs installations, sans faire correspondre les deux. Au contraire, elles devraient s’efforcer d’utiliser pleinement les énergies disponibles avant de les rejeter dans l’environnement. La chaleur résiduelle d’un four ou d’une chaudière peut être utilisée pour préchauffer l’eau de lavage ou l’air d’admission. L’air frais d’hiver ou de nuit, les eaux souterraines ou l’eau de distribution peuvent fournir un refroidissement gratuit. Les échangeurs de chaleur peuvent permettre le transfert d’énergie entre des milieux qui ne devraient pas se mélanger. De telles mesures peuvent réduire ou éliminer la capacité du système CVC.

L’éclairage est généralement l’une des possibilités d’économie d’énergie les plus rentables, en raison du rythme rapide des améliorations de la technologie et de la conception de l’éclairage. Les rénovations offrent généralement des retours sur investissement intéressants, de l’ordre de 30 % en moyenne. Mais l’impact sur les systèmes du bâtiment ne se limite pas à l’éclairage. Les ampoules à haut rendement énergétique émettent également moins de chaleur, réduisant ainsi les charges de refroidissement des installations, ce qui permet de réaliser des économies sur la capacité de chauffage, de ventilation et de climatisation.

Argent

L’analyse de rentabilité des améliorations de l’efficacité est peut-être la tâche la plus importante et la plus difficile à laquelle doit faire face un champion du développement durable. La plupart des entreprises ne consacrent qu’une petite fraction de leurs coûts à l’énergie, et celle-ci n’attire pas beaucoup l’attention des dirigeants. La maintenance des installations est une priorité bien moins importante pour la plupart des cadres supérieurs que la production, les ventes et le service à la clientèle. Pourtant, économiser 1 à 2 % des coûts totaux est important, même en termes financiers uniquement.

Coût du cycle de vie des systèmes entiers

L’expérience en matière de construction écologique montre que des économies d’énergie rentables de 30 à 50 % sont réalisables dans de nombreuses installations dans le monde entier. Une grande partie de l’énergie gaspillée et de la capacité excédentaire des systèmes mécaniques et électriques résulte de la minimisation du premier coût au lieu du coût de possession, en particulier dans les projets rapides. La conception et l’équipement à haut rendement énergétique peuvent coûter plus cher au départ. Les raccourcis et les réductions de coûts qui ne coûtent pas grand-chose dégradent les performances et augmentent les factures d’énergie pendant toute la durée de vie d’une installation. L’argent intelligent regarde la situation dans son ensemble, pas seulement le prix.

L’importance excessive accordée aux premiers coûts à court terme entraîne des décisions inutiles. Dans la conception et la construction d’installations, le processus d' »ingénierie de la valeur » vise à faire économiser de l’argent aux propriétaires. Les plans sont examinés et les composants sont approuvés ou rejetés selon une approche de type « article par article » ou « veto ». Bien que cette méthode permette de réduire les coûts d’investissement d’une conception, elle nuit en réalité à la valeur à long terme et à l’intégrité technique. Une approche axée sur les composants réduit l’intégration de la conception (et souvent la fonction) et annule les avantages des systèmes complets. Payer plus pour un composant permet souvent de réduire ou d’éliminer d’autres composants, ce qui réduit le coût total du système ainsi que le coût d’exploitation. L’optimisation des composants pour des avantages uniques, et non pour des systèmes entiers ou des avantages multiples, « pessimise » le système. Une approche axée sur le premier coût peut être bénéfique pour le budget d’un département à un moment donné, mais impose des coûts d’exploitation accrus à l’entreprise pour les décennies à venir. Cherchez à obtenir le coût total le moins cher de possession et d’exploitation de l’ensemble du système dont le dispositif est un composant.

Le coût du cycle de vie d’un système complet intègre à la fois les coûts d’investissement et les coûts d’exploitation (ainsi que les coûts des temps d’arrêt, les changements de production, la valeur de la fiabilité et d’autres facteurs). Elle permet aux entreprises d’évaluer le coût total réel de la propriété, ce qui reflète mieux l’impact financier des décisions sur une entreprise et ses actionnaires. Ces techniques devraient créditer les économies réalisées grâce à la réduction des infrastructures (rappelez-vous l’exemple des « gros tuyaux, petites pompes »).

Certains concepteurs essaient d’économiser de l’argent en utilisant des règles empiriques standard, voire en copiant d’anciennes conceptions sans les améliorer. Cela les aide à proposer des offres basses pour obtenir des travaux. Les propriétaires d’installations peuvent trouver ces pratiques intéressantes pour réduire les coûts à court terme ou pour aider à réduire les délais des projets de construction. Bien que le calendrier de construction des installations soit essentiel pour le modèle de profit de certaines industries (par exemple, l’électronique), la conception accélérée ne doit pas devenir une procédure standard, car la vitesse se paie au prix d’une perte d’efficacité et de valeur du projet. Évaluer et améliorer les conceptions antérieures en utilisant le retour d’information de l’opérateur et des mesures minutieuses. Souvent, le besoin perçu de concevoir et de construire rapidement est dû à un manque de planification et de préparation. Avec le temps, la conception rapide peut, par inadvertance, se substituer à ces étapes essentielles.

Hiérarchisation des améliorations

Les critères d’investissement globaux sont pertinents pour la mise en œuvre des améliorations proposées. Les consultants et les champions de la conception écologique classent souvent leurs suggestions en fonction de leur coût et de leur retour sur investissement (ROI). Les gestionnaires sont tentés d’aller chercher les « fruits mûrs » et de sélectionner d’abord (ou uniquement) les mesures les plus intéressantes financièrement, afin de réduire les coûts. C’est également le cas des sociétés d’économie d’énergie (ESCO), qui conseillent les entreprises sur les possibilités d’efficacité et participent souvent à la mise en œuvre des mesures.

De nombreuses ESCO améliorent l’éclairage, partagent les économies résultant de la réduction des factures avec leurs clients et s’arrêtent là. Mais l’écrémage des économies les plus intéressantes peut rendre les mesures moins intéressantes financièrement non rentables lorsqu’elles sont considérées individuellement plutôt que dans le cadre d’un ensemble systémique d’améliorations. Cela peut rendre les économies totales potentielles plus importantes de l’ensemble des possibilités difficiles ou impossibles à atteindre. Maximisez les améliorations rentables en considérant toutes les mesures écologiques proposées comme un ensemble, et réinvestissez les ressources libérées par les projets de réduction des coûts les plus importants dans d’autres projets moins intéressants individuellement. Ce n’est que de cette façon que vous pourrez réaliser de grandes améliorations systémiques de manière rentable.

Critères d’investissement : Récupération et retour sur investissement

Les améliorations rétroactives sont souvent bloquées par des obstacles financiers absurdes. Les mises à niveau sont généralement soumises à des normes de retour sur investissement plus élevées que l’achat de nouveaux équipements. Réexaminez les critères d’investissement pour éviter les distorsions et les incohérences. La plupart des entreprises semblent appliquer un plafond de dix-huit mois à deux ans aux périodes de récupération des investissements dans l’efficacité, bien que la raison de cette pratique ne soit pas claire. Il s’agit d’une norme beaucoup plus stricte que les critères d’investissement habituels pour les nouvelles capacités ou les nouveaux approvisionnements, qui sont plus proches du coût du capital (par exemple, environ 11 à 15 % de retour sur investissement). Harmoniser les exigences en matière de délai de récupération et de retour sur investissement afin que les responsables de l’exploitation et de la finance parlent un langage commun ; sinon, ils ne peuvent pas comparer les possibilités d’investissement sur un pied d’égalité. Il existe de nombreuses approches pour calculer la période de récupération et le retour sur investissement. Des méthodes simplifiées sont utilisées ici pour les besoins de la discussion.

La période de récupération pour la mise en œuvre d’une mesure d’efficacité énergétique peut être calculée comme les coûts de mise en œuvre divisés par les économies d’énergie en dollars. La période de récupération qui en résulte représente le nombre d’années d’exploitation nécessaires pour récupérer entièrement les coûts d’investissement. La méthode du RCI utilisée par le ministère de l’Énergie examine le coût annuel prévu après (CA) la mise en œuvre d’un projet, par rapport à un coût annuel de référence avant (CB) la mise en œuvre du projet. Exprimé sous forme de formule, le RSI est le rapport entre les économies de coûts prévues (CB – CA) et le coût de mise en œuvre projeté (CI), exprimé en pourcentage.

Prenons un exemple hypothétique d’amélioration de l’éclairage et du chauffage, de la ventilation et de la climatisation. CA sont les coûts énergétiques après la mise en œuvre du projet d’efficacité énergétique, CB sont les coûts énergétiques avant la mise en œuvre du projet, et CI est le coût du projet. En utilisant cette méthode de calcul, le retour sur investissement des mesures est indiqué dans le tableau 7.4 « Exemple de retour sur investissement ».

Tableau 7.4 Exemple de retour sur investissement

Le retour sur investissement est de 33 % et 37 % pour les mesures de chauffage, ventilation et climatisation (CVC) et d’éclairage, respectivement. Cela signifie que chaque année, une moyenne de 34 % de l’investissement initial est récupérée grâce aux économies d’énergie, soit plusieurs fois plus que le retour sur investissement généralement exigé pour les investissements dans de nouvelles capacités de production. Si le coût marginal du capital d’une entreprise est, par exemple, de 15 % par an, cela signifie que l’entreprise est prête à accepter un retour sur investissement de l’ordre de six à sept ans pour une capacité supplémentaire. En insistant pour que l’efficacité énergétique rapporte jusqu’à 0,04 à 0,08 dollar de plus par kilowattheure pour les négawatts que pour les nouveaux approvisionnements en électricité, on prive les actionnaires de bénéfices.

La figure 7.14  » Payback Ranking  » est le système de classement suggéré par l’Agence américaine de protection de l’environnement pour hiérarchiser les investissements en matière d’efficacité. Chaque case représente une catégorie de critères équivalents de retour sur investissement et de retour sur investissement qualitatif. Les investissements pour les nouveaux équipements et les améliorations de la mise à niveau peuvent être évalués sur cette base équivalente en tenant compte de la valeur ajoutée pour l’entreprise.

Figure 7.14 Classement de l’amortissement.
Source : Agence américaine de protection de l’environnement.

Bien que la construction écologique puisse nécessiter la collaboration de nombreuses personnes différentes à plusieurs étapes du processus, l’effort peut en valoir la peine. Pour un coût initial supplémentaire faible ou nul, les bâtiments écologiques permettent de réduire les coûts d’exploitation et d’améliorer la productivité des occupants. La clé, cependant, est d’optimiser l’ensemble du système plutôt que de considérer la conception, la construction et l’exploitation d’un bâtiment comme des parties sans lien entre elles.

COMPRÉHENSIONS CLÉS Une approche systémique peut améliorer considérablement la conception des bâtiments et les coûts d’exploitation permanents en optimisant les performances de tous les aspects du système de construction. Il reste quelques obstacles à la construction écologique, comme des modèles de financement inadéquats et un manque de connaissances, mais ces obstacles diminuent régulièrement.

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