Modul17 : une solution flexible et durable pour les immeubles de grande hauteur en bois

Avec la libéralisation de la réglementation contre les incendies en Suisse en 2015, la restriction de hauteur pour les bâtiments en bois est tombée et la réglementation pour les bâtiments de grande hauteur a été redéfinie

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Comment construire à la fois compact, durable et économe en ressources? Des chercheurs de l’Université des sciences appliquées de Lucerne, ainsi que des partenaires de recherche de l’industrie de la construction, ont étudié le potentiel des gratte-ciel hybrides en bois. Dans le cadre d’un projet de recherche interdisciplinaire, ils ont conçu le « Modul17 » flexible horizontalement et verticalement, qui est composé à près de 90% de bois et s’adapte à une grande variété de structures urbaines.

Les immeubles de grande hauteur en bois ou en construction hybride en bois – bois et autres matériaux – sont une solution écologique car ils réduisent les émissions de dioxyde de carbone pour la construction du parc immobilier. Dans le projet « HolzHybridHochHaus », des chercheurs de l’Université de Lucerne ont examiné le potentiel des immeubles de grande hauteur hybrides en bois pour les villes du futur et ont conçu un concept avec le « Modul17 » qui leur permet d’être conçus pour être très flexibles.

17 par 17 mètres

« Avec le Modul17, nous fournissons un système modulaire qui peut être utilisé encore et encore sans que les immeubles de grande hauteur qui en résultent ne se ressemblent tous », explique le chef de projet Frank Keikut. Le Modul17 est composé à près de 90 pour cent de bois et, sur un plan d’étage de 17 mètres sur 17 – d’où son nom – et avec une hauteur d’environ 14,5 mètres, à la fois verticalement et horizontalement, offre une grande flexibilité d’utilisation tout au long de son cycle de vie. « Le module 17 peut même être utilisé pour convertir un immeuble de bureaux en immeuble résidentiel ou vice versa », explique Keikut.

Un module empilable

Chaque module individuel est maintenu dans les coins par quatre « méga supports » qui supportent les charges verticales et cachent la technologie du bâtiment dans une cavité à l’intérieur. Directement sous le plafond du module, un « méga-étage » composé de poutres en treillis du sol au plafond transfère les charges verticales aux méga supports. Cela signifie que l’ensemble du plan d’étage est sans colonne et peut être librement conçu comme un « espace libre ». Un « méga plafond » en construction composite bois-béton sépare les modules les uns des autres et, avec des cages d’escalier en béton armé situées à l’extérieur du module, assure un renforcement horizontal. Le système modulaire développé permet au Modul17 d’être étendu horizontalement et empilé verticalement. Il offre donc un nombre illimité de combinaisons possibles.

Hochschule Luzern

Pour appartements, piscines ou bureaux

Les cloisons et plafonds peuvent être placés librement dans chaque module; Par exemple, pour une utilisation comme salle commerciale ou école sans ou avec un seul faux plafond, comme module de bureau à trois étages avec deux ou comme module résidentiel de quatre étages avec trois faux plafonds. Dans le même temps, la structure permet de concevoir librement la façade. De la façade tout en verre à la façade perforée typique d’un immeuble résidentiel, tout est possible. Cela rend le Modul17 très flexible, de sorte que des piscines ou des bureaux décloisonnés peuvent être construits ainsi que des salles de conférence ou de concert. À l’aide d’un prototype d’environ 130 mètres de haut et comprenant un total de 58 modules, les chercheurs, en collaboration avec des experts du domaine, ont validé les résultats et démontré leur aptitude à une utilisation dans la pratique.

Les maisons en bois comme réservoirs de carbone

Ce n’est que depuis la révision de l’ordonnance sur la protection contre les incendies en 2015 que les gratte-ciel en bois peuvent être planifiés et construits en Suisse. « Du point de vue de la protection contre les incendies, le bois est enfin au même niveau que les autres matériaux de construction », explique Keikut. Grâce à la technologie moderne, le comportement du bois en cas d’incendie est depuis longtemps un processus qui peut être simulé, calculé et contrôlé. Keikut: « Il n’y a pas de différences significatives dans la protection contre les incendies par rapport aux matériaux de construction conventionnels ». Le potentiel du bois peut désormais également être utilisé dans les constructions de grande hauteur. « Le bois est la plus durable de toutes les ressources disponibles pour la construction », explique Keikut. Aucune énergie n’est requise pour la production; Le pin, l’épicéa ou le hêtre poussent seuls; le traitement est également relativement faible en énergie. Dans le même temps, le matériau de construction stocke le CO2. Selon Keikut, une maison en bois est en fait un magasin de carbone.

Temps de construction raccourci grâce à la préfabrication

De plus, les structures en bois sont plus légères que les structures en béton ou en acier. Le matériau peut également être traité et préfabriqué au millimètre près. Le transfert des travaux du chantier vers le site de production, qui devient la norme pour de nombreuses méthodes de construction utilisant la numérisation, a une longue tradition dans la construction en bois. « Cela raccourcit souvent le temps de construction jusqu’à 50% et permet de synchroniser les processus de construction exactement, ce qui se reflète finalement dans les coûts de construction », calcule Keikut. Le bois est également un matériau de construction esthétique. « Il est né avec une composante sensuelle. Son odeur, sa surface – ce serait dommage de le cacher. »

Hochschule-Luzern

Wie baut man gleichzeitig verdichtet, nachhaltig und ressourcenschonend? Forschende der Hochschule Luzern haben gemeinsam mit Forschungspartnern aus der Baubranche das Potential von Holz-Hybridhochhäusern untersucht. Im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsprojektes haben sie das horizontal und vertikal flexible «Modul17» entworfen, das zu fast 90 Prozent aus Holz besteht und sich an die unterschiedlichsten Stadtstrukturen anpasst.

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