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Les défis de la grande hauteur

François Ploye

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Wood'Up, un projet qui se structure
Dans cette résidence de logements R+14 conçue par LAN Architecture sur la Zac Paris-Rive-Gauche Masséna-Bruneseau, deux noyaux en bois étaient prévus en phase concours, remplacés aujourd'hui par un seul en béton. Les planchers sont en CLT avec des poteaux lamellés-collés ou métalliques en périphérie. Afin de ne pas écraser les planchers, les voiles CLT sont posés les uns sur les autres, ce qui demande de traiter la transmission acoustique entre niveaux. Au double niveau R+8, certains poteaux disparaissent en façades pour libérer un grand espace commun. Une grande poutre reconstituée soudée horizontale intégrée dans le plancher (ép. 1,30 m) vient récupérer les charges, à la manière d'un grand portique métallique. Ce plancher intègre aussi un dévoiement des réseaux. « Un autre point est la présence dans les angles de poutres formant un biais. Elles sont en acier, car une poutre en bois de forme similaire n'offrirait pas la même résistance », précise Benjamin Touraine, responsable activité structures complexes chez Elioth. L'habillage des poteaux bois en façades avec du vitrage bombé nécessite une demande d'Atex.

Les défis de la grande hauteur

La tour Silva à Bordeaux (33) : en R+17, avec socle et noyau béton, structure à colombage et planchers CLT. Le remplissage des façades est en Panobloc de Techniwood, pour la performance feu (90 min. ), avec un revêtement sous Atex.

© agence Art & Build et studio Bellecour

Les projets de tours ou d'immeubles de grande hauteur se multiplient en France, en particulier grâce à l'Appel à manifestation d'intérêt piloté par le Puca et AdivBois, l'enjeu étant de démontrer la maturité de la filière.

D'ici à 2021, plus d'une dizaine de programmes d'immeubles bois d'une hauteur allant jusqu'à 50 mètres (de R+8 à R+18) vont voir le jour dans l'Hexagone. En particulier, treize lauréats ont été retenus dans le cadre du concours national piloté par l'association AdivBois et le Plan urbanisme construction architecture (Puca).

Il y a quelques années, l'avenir de la grande hauteur s'écrivait avec les panneaux CLT. La réalité relève d'une diversification des modes constructifs, avec le système poteaux-poutres mixte bois et acier et un recours fréquent au béton pour le contreventement. Si le panneau CLT prédomine pour les planchers et s'avère assez populaire en façades, il est plus rarement choisi pour la structure verticale ou pour les noyaux. Une préoccupation étant d'optimiser la quantité de bois utilisé et de réduire le dimensionnement des fondations.

Assemblages, un point de vigilance

La grande hauteur amplifie les faiblesses du procédé, notamment pour ce qui concerne la raideur de l'assemblage des éléments porteurs en bois, les fixations et les connecteurs constituant des points de moindre résistance en construction bois. « La question des connecteurs est décisive. En CLT grande hauteur, les deux sujets sont la stabilité au feu et le contreventement », résume Benjamin Touraine, responsable activité structures complexes chez Elioth (Groupe Egis). Le couturage des vis entre deux panneaux de CLT est un point de vigilance, car les Eurocodes sont valables pour une stabilité au feu de une heure. Or, pour les tours de logements comme celles prévues à Paris (Wood'Up et la Tour commune), la stabilité demandée est d'une heure trente. Des essais sont nécessaires pour justifier la tenue au feu des couturages. Les panneaux CLT utilisés, qui font par exemple 2,80 m de largeur pour 15 m de hauteur, sont en effet raboutés et vissés entre eux. « Il existe deux manières de visser, si les panneaux sont bout à bout, le vissage est diagonal. S' ils sont en recouvrement, alors le vissage est perpendiculaire. En grande hauteur, ce vissage constitue un point de faiblesse pour une utilisation des panneaux en contreventement », poursuit Benjamin Touraine. Aussi, malgré les désirs d'innovation, la grande hauteur rend prudents les maîtres d'ouvrage.

La résidence Sensations, à Strasbourg (67) : un R+11 en construction entièrement en bois, avec panneaux CLT pour le noyau, les planchers et façades et les murs de refend.

Le noyau au cœur du projet

Pourtant, réaliser le noyau en CLT, abritant les cages d'escaliers et d'ascenseurs, présente les avantages de la filière sèche, avec une seule entreprise de pose et des tolérances identiques à la superstructure bois. « Le noyau en CL T est tout à fait faisable, mais demande un travail poussé en conception. Alors que, en béton, le noyau suffit au contreventement, en bois, il faut prévoir des contreventements à l' intérieur des plateaux avec des voiles de refend porteurs en CLT ou en ossature. Le bois exige une rigueur structurelle et il faut avoir envie de cette complexité », argumente l'architecte Pascal Gontier. De plus, la cage d'escalier servant pour l'évacuation en cas d'incendie, les exigences coupe-feu sont plus sévères en grande hauteur et pour les logements. Résultats, peu de projets en construction bois prévoient en pratique un noyau en CLT.

Parmi les exceptions figurent une résidence passive - de Pascal Gontier - en projet en R+4 et R+9 pour Bordeaux Métropole (33) ; l'immeuble mixte Pop'Up, à Saint-Étienne (42) en R+9 (agence Tectoniques), et la résidence Sensations, à Strasbourg (67) en R+11 (Koz Architectes), dont le chantier a d'ores et déjà démarré. En revanche, pour le projet Balcons en forêt de AdivBois, à Saint-Herblain (44) - de, là encore, l'Atelier Pascal Gontier (mandataire) avec Sathy Architecture -, la première conception tout-bois pourrait laisser place (pour des raisons budgétaires) à une solution moins atypique. « Une option est de faire les deux noyaux en béton, les planchers en CLT sept plis avec doublage des deux côtés et les refends en ossature bois, décrit Antoine Fouchier, ingénieur du BET Leicht France. On se retrouverait avec une filière hybride, avec deux entreprises séparées et des tolérances différentes ainsi qu'une interface à soigner sur le gros œuvre. » Sur un autre projet lauréat AdivBois, la résidence Wood'Up , les deux noyaux en bois prévus au concours ( voir modélisation ci-dessus) sont devenus un seul en béton, suffisant pour assurer le contreventement. « Au départ, des refends en CLT étaient prévus du fait des noyaux en bois . Ces voiles sont partiellement restés comme structure de renfort », explique Benjamin Touraine.

N°368

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