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Toujours plus haut – en bois

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Haut, plus haut, encore plus haut – la concurrence pour le plus haut bâtiment bois bat son plein. Cette course au record confirme la confiance des investisseurs et des maîtres d’ouvrages dans le matériau bois pour les immeubles de grande hauteur – dans le monde entier. Par le biais de son enseignement et de la formation continue, la Haute école spécialisée bernoise BFH est dans le peloton de tête pour élaborer et promouvoir les nouvelles compétences nécessaires et pour permettre aux cadres du secteur bois de maîtriser les nouveaux développements.

La construction d’immeubles de plusieurs étages en bois n’est pas l’apanage de la Suisse. Cette tendance s’est développée grâce à la grande qualité constructive et à l’efficacité de l’économie du bois. Il y a maintenant tout autour du globe de nombreux immeubles de plus en plus hauts dont le système porteur est en bois. Une véritable concurrence mondiale se développe pour construire l’immeuble en bois le plus haut et le plus élancé. La compétition a effectivement débuté en 2015 à Bergen en Norvège avec « Treet », une tour en bois de 14 étages. Toujours en Norvège, la tour en bois de 18 étages « Mjøsa Tower » est bientôt achevée.
En Autriche, à Vienne, un bâtiment en bois de 24 étages et de 84 mètres de haut, sera livré à l’automne prochain. « Silva », un autre immeuble en bois de 18 étages, est en construction à Bordeaux. Et d’autres projets similaires sont planifiés dans le monde entier. Pour la plupart, ces réalisations utilisent une construction hybride ou massive avec du bois lamellé-croisé (CLT – Cross Laminated Timber) et elles se font depuis peu appeler « Plyscraper », une contraction verbale de Plywood et Skyscraper, termes anglais pour « lamellé-croisé » et pour « gratte-ciel », caractérisant des bâtiments particulièrement hauts et élancés (plus d’informations sur inchbyinch.de).

À Vienne, un immeuble bois de 24 étages et de 84 mètres de haut est en cours de construction.

C’est dans ce contexte qu’en décembre dernier, au Forum international de la construction bois IHF 2017 à Garmisch-Partenkirchen en Allemagne, l’Institut de la Construction bois, des structures et de l’architecture BFH a organisé le bloc thématique « Concepts et réalisations pour la construction bois de plusieurs étages ». Les différents concepts ont été présentés par des spécialistes de la construction bois venus du monde entier.

La tendance en Suisse : quatre à six étages bois
Sans se laisser impressionner par la concurrence mondiale pour la tour la plus haute, le secteur de la construction bois poursuit une stratégie différente en Suisse. En effet, elle utilise la bonne notoriété des nombreuses constructions bois de 4 à 6 étages déjà réalisées au cours des dix dernières années comme un tremplin pour l’étape suivante, c’est-à-dire pour encourager une hauteur supérieure. Aujourd’hui, de nombreux bâtiments de 6 à 8 étages sont en phase de planification et de construction. La demande pour cette tranche de hauteur a augmenté fortement et devient un secteur d’activité important pour la construction bois, et par là même, pour l’économie du bois (voir les résultats de l’étude de marché dans l’article de la page 26 de ce numéro). Parallèlement à certains pays scandinaves, la Suisse devient ainsi une nation pilote dans la construction bois à plusieurs étages.
Au catalogue des bâtiments bois de grande hauteur, la plus haute tour en Suisse, « Suurstoffi 22 », de 10 étages, a été achevée l’an dernier à Rotkreuz. Une tour de 15 étages est prévue cette année sur le même site. On peut donc s’attendre à ce que les immeubles en bois deviennent la norme en Suisse dans les années à venir. Et mieux vaut d’ailleurs rester en dehors de la compétition mondiale visant le plus haut bâtiment en bois. En effet, l’expérience dans d’autres pays prouve que l’esprit de compétition fait que l’on ne reste que peu de temps détenteur d’un record !

Le premier immeuble bois de 10 étages en Suisse « Suurstoffi 22 » à Rotkreuz.

Intégrer la sécurité dès la conception pour mettre en confiance 
La construction bois à plusieurs étages convient particulièrement aux zones urbaines. En effet, c’est là qu’il convient de densifier ou de remplacer l’habitat, dans un espace confiné, dans de brefs délais tout en limitant les nuisances sonores. Il n’est donc pas surprenant d’y associer le désir croissant de bâtiments toujours plus hauts, y compris en construction bois. Les règles de construction en Suisse contribuent à cette tendance. Grâce à la collaboration constante, en Recherche et développement, des hautes écoles et des instituts de recherche avec l’économie du bois, la législation en matière de construction en Suisse s’est libéralisée, permettant l’ouverture du marché à la construction bois. En effet, depuis 2015, le « concept standard » des normes de protection incendie (VKF 2015) définit clairement les exigences concernant le matériel et la résistance au feu, et permet de réaliser des bâtiments bois au-delà de l’ancienne limite qui définissait le « bâtiment de grande hauteur ». La clarté du concept assure la sérénité nécessaire d’un point de vue juridique dès la phase de conception. La Suisse est ainsi le premier pays dans lequel des immeubles de grande hauteur en bois peuvent être réalisés de façon standard, sans avoir à préciser un concept individuel de protection incendie. C’est la confiance dans la manière de construire en bois qui a permis cette clarification (cf. article pages 24 et 25 de ce numéro). 

Des matériaux performants, tels que le bois lamellé-collé, le bois lamellé-croisé et le lamibois, à base d’épicéa et de plus en plus en hêtre, sont utilisables pour les éléments soumis à des contraintes élevées. À l’aide des processus de production et de fabrication largement automatisés dans l’économie du bois, et grâce à une logistique rodée de production, de transport et de montage sur site, les temps de construction sur site deviennent extrêmement courts. La livraison en flux tendu « just-in-time » des composants et des éléments de murs, de plafonds et de toitures, est ainsi la norme en construction bois.
Les exigences mécaniques des composants et les défis à l’assemblage augmentent de façon exponentielle avec la hauteur et la taille du bâtiment. En plus de la sécurité structurale et de l’aptitude au service (tenue aux vibrations et à la déformation), les structures du bâtiment doivent aussi être fiables à long terme, par exemple lors de vibrations sismiques. Elles doivent donc présenter un haut niveau de robustesse. Le dimensionnement constructif et mécanique des grandes hauteurs est un sport de haut niveau !

Enseignement – orienté vers la pratique
La BFH répond à la demande croissante de formation des professionnels du secteur en proposant un nouveau module : « Multi Story Timber and Hybrid Structures » en spécialisation « Complex Timber Structures » dans le cursus du Master Wood Technology. Parallèlement aux échanges intensifs et à l’approfondissement des différents concepts de définition structurelle, les étudiants apprennent là les méthodes de modélisation et de simulation numériques des structures de bâtiment. La programmation de calculs de structure et par éléments finis devient familière. Les divers concepts pour bâtiments bois à plusieurs étages, valides au-delà de l’ancienne limite « bâtiment de grande hauteur » sont présentés, utilisés et discutés de manière détaillée. Cela permet de comparer les différentes méthodes de construction. Des experts renommés explicitent les solutions innovantes, les concepts intelligents et leurs perspectives.
En Suisse, on peut faire confiance aux ingénieures et ingénieurs, ainsi qu’aux entreprises de construction bois. Ce sont des spécialistes reconnus du monde entier, notamment en ce qui concerne la conception et la mise en œuvre de structures en bois exceptionnelles et complexes. Leur expérience s’applique de plus en plus aux bâtiments élancés, en bois et de grande hauteur.