La préfabrication pour des réalisations d'exception

Une grande souplesse architecturale, une qualité contrôlée, un budget maîtrisé et des avantages différenciants en phase travaux… Les éléments préfabriqués en béton s'affirment comme un des constituants indispensables du bâtiment de demain.

Si le prémur connaît un développement depuis une dizaine d'années, les éléments architecturaux en béton préfabriqué gagnent, également, chaque année du terrain. Ces produits porteurs, autoporteurs, portés ou suspendus se divisent en deux grandes familles : d'un côté, des éléments structuraux - façades, dalles, poteaux, poutres, balcons, coursives, escaliers, gradins… - ; de l'autre, des éléments architecturaux linéaires, surfaciques ou tridimensionnels : acrotères, corniches, bandeaux, balustrade ou encore entourage de baies… Les raisons de leur succès, en complément ou en remplacement du béton coulé en place, tiennent à un ensemble d'atouts en phase avec les objectifs du bâtiment de demain : construire plus, plus vite et moins cher. Le premier avantage est celui du sur-mesure. La fabrication en usine permet de répondre aux demandes architecturales en termes de formes, de dimensions et d'aspects de parement. Les surfaces sont brutes non traitées, peintes ou revêtues ou bénéficient d'un traitement mécanique ou chimique offrant un vaste choix de texture, de teinte et de finition : brossé, bouchardé, acidé, désactivé, flammé, poli, sablé, hydro-décapé, grenaillé, vieilli, en relief…

La palette de teintes est également très étendue en combinant les couleurs du ciment (de gris à blanc), du sable et des ajouts (pigments, granulats). Selon l'esthétisme recherché, l'incidence sur les prix peut varier de 20 % pour le même produit préfabriqué en béton. Côté dimensions, les limites sont les gabarits routiers et le poids. Les éléments peuvent atteindre les 3,5 m de haut et les bancs de précontrainte réalisent des pièces jusqu'à 36 m de long.

Des éléments sophistiqués

À partir du calepinage du concepteur, l'enjeu de l'industriel est d'optimiser le nombre de pièces, de définir la géométrie et les assemblages de chaque élément, puis de les réaliser et de les livrer dans l'ordre selon l'avancement du chantier. Au cœur de ce savoir-faire, qui nécessite une large palette de compétences, la conception des moules avec des outils numériques. Les matériaux utilisés sont l'acier, le bois, les polymères, les élastomères ou encore le polystyrène expansé, moulé ou sculpté. Le choix dépend de la complexité des formes, des dimensions, de l'aspect de surface recherché, mais aussi du nombre de pièces à produire. Pour simplifier, les moules sont rigides pour les grandes séries et souples pour des formes complexes. L'agent de démoulage est également crucial pour la qualité finale du parement.

« Nous sommes, avant tout, des menuisiers capables d'exécuter des moules très complexes alliant l 'esthétique à la technique, résume Clément Blanc, directeur de l'usine Capremib de Cormicy (51), qui réalise une centaine de pièces par jour. Chaque affaire est spécifique et nécessite un important travail en amont pour choisir la méthodologie de fabrication et adapter l 'outil de production. » Dans tous les cas, il s'agit d'intégrer la préfabrication dès le départ du projet et un délai de deux à quatre mois est conseillé pour avoir le temps de traiter tous les points et de fabriquer les pièces.

Leur performance tient à l'utilisation de béton à hautes performances (BHP), de résistance supérieure à 80 MPa ou de béton fibré à ultra-hautes performances (BFUP) afin d'alléger et d'augmenter la résistance des pièces de grande longueur ou de faible section. Dernières innovations technologiques : l'incorporation de granulats recyclés ou l'utilisation d'un liant comprenant moins de clinker pour diminuer l'empreinte carbone ou encore la mise au point de ciment photocatalytique aux propriétés dépolluantes et autonettoyante ou de béton fibré composite ciment verre (CCV), qui améliore les caractéristiques du parement.

Dispositifs de fixation variés

Dans le cas des éléments architecturaux, la mise en œuvre se fait généralement après la fin de la réalisation de la structure, ce qui évite les salissures des pièces. Pas de coffrage, de coulage in situ, de déchets, d'arrêt dû aux intempéries et des nuisances sonores limités… La pose s'effectue avec les engins de levage du chantier ou mobile. Elle est rapide, diminue la pénibilité sur le chantier et offre des gains de temps significatifs à l'heure où la réduction des délais est l'enjeu prioritaire.

Intégré à l'élément lors de sa fabrication, le dispositif de fixation doit être dimensionné en concertation entre l'entreprise de gros œuvre, le bureau d'études et l'industriel pour répondre aux enjeux de résistance aux séismes, de durabilité, de facilité de pose comme de sécurité sur le chantier. Ces systèmes d'accrochage sont généralement brevetés ou spécifiques. Le montage des éléments s'effectue, le plus souvent, à sec avec des liaisons ponctuelles bétonnées, boulonnées, brochées, soudés ou via un rail fixé sur la structure porteuse. Parmi les points singuliers à prendre en compte : les questions de durabilité et de pérennité qui nécessitent de gérer, notamment, l'évacuation de l'eau de pluie à travers des dispositifs de rejet.

La préfabrication garantit encore des atouts différenciants : une qualité encadrée par une réglementation exigeante, la traçabilité des produits, leur compatibilité avec le BIM et une éligibilité à la déconstruction, dans une optique d'économie de la ressource. Une somme d'avantages qui, associés à leur rapidité de[…]