Review of Low Carbon Construction Materials in Foundation Engineering for Enhanced Sustainability

RÉSUMÉ: L'industrie de la construction contribue de manière significative aux émissions mondiales de GES, les fondations représentant une part importante du carbone incorporé des bâtiments. Alors que le Canada progresse vers ses objectifs de carboneutralité, l’adoption de matériaux à faible émission de carbone, de conceptions innovantes et de pratiques adaptées aux contextes régionaux devient essentielle en ingénierie des fondations. Cette revue évalue les impacts environnementaux des systèmes de fondation à travers l’analyse du cycle de vie (ACV), en soulignant le manque d’études intégrant l’interaction sol-structure et les conditions géotechniques locales. Des matériaux alternatifs, comme les matériaux cimentaires supplémentaires (MCS), montrent un fort potentiel environnemental malgré certaines pertes de résistance mécanique. L’optimisation structurelle et les méthodes de stabilisation des sols utilisant des liants issus de déchets et des géosynthétiques contribuent également à la réduction des émissions. L’étude met en avant l’intégration de l’ACV avec la modélisation des informations du bâtiment (BIM) et l’évolution des politiques canadiennes, appelant à des approches multidisciplinaires, à l’expansion des bases de données ACV et à la promotion de la construction circulaire pour atteindre les objectifs de durabilité.

ABSTRACT: The construction industry significantly contributes to global GHG emissions, with foundations making up a major share of a building’s CO₂ emissions. As Canada moves toward net-zero targets, low-carbon materials, innovative design, and region-specific practices in foundation engineering are increasingly important. This review assesses foundation systems' environmental impacts through life cycle assessment (LCA), noting a lack of studies addressing soil-structure interaction and local geotechnical conditions. Alternative materials like supplementary cementitious materials (SCMs) show environmental promise, despite potential strength trade-offs. Structural optimization and soil stabilization methods using waste-based binders and geosynthetics also support emission reductions. The study highlights the integration of LCA with Building Information Modeling (BIM) and evolving Canadian policies, calling for multidisciplinary approaches, expanded LCA databases, and circular construction practices to meet sustainability goals.