A travers le monde, l’intérêt pour les tours en bois ne cesse de croître

Des propositions de nouvelles structures bois de grande hauteur apparaissent à travers le monde, de Brisbane (Australie) à Portland (Oregon, Etats-Unis). En attendant les fruits de cette vague d’enthousiasme, la plus haute structure bois au monde a été livrée à Vancouver (Canada) à l’automne 2017.

Voici le nouveau plus haut bâtiment bois du Monde, livré à Vancouver. Les photos du projet UBC Brock Commons de Vancouver sont fournies par naturally:wood, un organisme dont la vocation consiste à promouvoir les ressources de la Colombie Britannique (Canada) comme fournisseur global de produits forestiers issus de forêts exploitées de manière durable. Il a été créé par Forestry Innovation Investment, un organisme émanant de la Province de Colombie Britannique pour promouvoir ses ressources en bois. ©naturallywood.com

404 logements étudiants, 54 m de hauteur

Il s’agit d’un bâtiment construit pour accueillir 404 étudiants de l’université de Colombie Britannique (UBC, University of Britisch Columbia) à Vancouver. Baptisé Brock Commons, conçu par le cabinet Acton Ostry Architects, créé à Vancouver en 1992, avec l’aide du bureau de structure Fast + Epp et du cabinet Architekten Hermann Kaufmann ZT GmbH, spécialisé dans les structures bois de grande hauteur. La bâtiment compte 18 niveaux, 54 m de hauteur et une surface totale de 15 120 m².

Il abrite 404 lits répartis en 272 studios et 33 suites de 4 chambres. C’est un bâtiment mixte bois/béton. Le rez-de-chaussée se compose de poteaux béton supportant une dalle béton. Deux cœurs en béton de 18 niveaux abritent les circulations verticales (ascenseurs, escaliers et gaines pour les fluides divers).

Ensuite, la structure bois s’appuie à la fois sur les cœurs béton et sur la dalle béton du premier étage. Elle se compose de poutres en bois lamellé-collé (glulam : glue-laminated timber), supportant une structure de plancher en CLT 5 plis (Cross-Laminated Timber, panneau bois structurels contrecollés de 5 planches d’épaisseur) de 2,85 x 4 m.

Ces panneaux CLT prennent appui à chaque coin sur une colonne en lamellé-collé. Pour éviter le transfert de charge vertical à travers les panneaux CLT, des connecteurs acier raccordent les colonnes verticalement et fournissent un appui pour les panneaux CLT. Des liens en acier maintiennent les panneaux entre eux. Ce qui évite la présence de poutres porteuses. La toiture est faite de poutres acier supportant une couverture en bacs acier.

La structure du bâtiment est mixte bois/béton. La partie bois est en CLT pour les plancher, supportés par des poutres en lamellé-collé. ©naturallywood.com

9 semaines et demi

Ce projet a fait l’objet d’une conception 3D dès l'zsquisse, de manière à pouvoir effectuer toutes sortes de simulations logicielles lorsque la géométrie du bâtiment était achevée. Des normes sismiques et anti-incendie spécifiques ont été développées pour ce site. Le bâtiment résiste à un incendie de deux heures. Les composants bois – panneaux et poutres – ont été protégés entièrement par 3 à 4 épaisseurs de plaques de plâtre anti-incendie. Une réserve d’eau et une production d’électricité en secours garantissent le fonctionnement des sprinklers, même si le bâtiment perd son alimentation en eau et en courant électrique par les réseaux.

Commencée le 6 juin 2016, la phase clos-couvert a été achevée le 10 août 2016. Seulement 9 personnes, travaillant pour l’entreprise Seagate Structures, installaient sur site les éléments bois préfabriqués par Structurlam Products. Les 78 colonnes lamellé-collées par niveau, soit 1302 au total dans le bâtiment, en 2810 x 265 x 265 mm pour les niveaux 2 à 9 et en 2810 x 265 x 215 pour les niveaux 10 à 18, ont été posées en 5 à 10 minutes par colonne.

Les 29 panneaux CLT (5 plis, 169 mm d’épaisseur) par niveau, soit 464 au total, étaient posés en 6 à 12 minutes chacun, soit 5h30 par niveau avec une seule grue. Les façades se composent d’un mur-manteau sous forme de panneaux préfabriqués fermés par des bardages Trespa & Bobrick : 22 panneaux par niveau, 374 au total, 8 heures de pose par niveau. Deux niveaux étaient terminés chaque semaine. Le clos-couvert a été réalisé en 9 semaines et demie, au lieu de 4,5 mois pour un bâtiment en béton et acier plus classique.

L’enveloppe est un mur manteau en panneaux préfabriqués de dimensions 8 x 2,81 m. Ils reposent sur une cornière acier posée en nez de dalle. Les ouvrants sont posés en usine dans les panneaux préfabriqués qui arrivent sur le chantier entièrement finis, prêts à poser. ©naturallywood.com

L’électricité n’est pas chère au Canada, grâce à d’abondantes ressources hydrauliques. Le chauffage est assuré par des convecteurs-plinthes posés sous les fenêtres. ©Acton Ostry Architecs, UBC Research Team

Le bois est visible seulement à l’extérieur, au rez-de-chaussée et au dernier niveau. Partout ailleurs, il est entièrement encapsulé dans des plaques de plâtre pour maximiser la protection anti-incendie. Un stockage d’eau de 20 000 litres assure la continuité d’approvisionnement des sprinklers pendant 30 minutes si l’alimentation en eau de ville fait défaut. Le 18e étage est entièrement protégé par des sprinklers. Pour maximiser le confort acoustique entre niveaux, une chape de 40 mm de béton a été coulée sur chaque plancher bois. Les sols sont également recouverts de dalles de moquettes dans les chambres. Les partitions verticales sont composées de plaques de plâtres sur ossature métallique. L’espace entre les plaques est rempli de laine de roche contribuant à la fois à la protection acoustique et à la protection anti-incendie. ©Acton Ostry Architecs, UBC Research Team

Brock Commons contient au total 2 233 m3 de bois. Dans l’ensemble des forêts des Etats-Unis et du Canada, un tel volume de bois pousse toutes les 6 minutes. La conception a commencé en novembre 2014 et s’est terminée en octobre 2015 : 4,5 mois de conception architecturale, 3 mois de tests logiciels et 5 mois pour obtenir tous les permis et autorisations nécessaires, avec des recouvrements. La construction et le commissionnement se sont étalés de Novembre 2015 à septembre 2017. Les premiers étudiants ont pris possession de leurs logements en octobre 2017. ©naturallywood.com

Acton Ostry Architects remporte un autre projet bois de grande hauteur à Toronto

Les mêmes architectes, Acto Ostry Architects, associés à Moriyama & Teshima Architects, viennent de remporter un concours pour construire à Toronto, au bord du lac Ontario, un nouveau bâtiment pour l’université Georges Brown College. Il s’agit d’un bâtiment en structure bois de 12 niveaux et 16 250 m², dont le coût de construction est chiffré à 130 millions de dollars canadiens.

La construction de ce bâtiment, baptisé Arbour, devrait commercer en 2021. Arbour abritera notamment le Tall Wood Research Institute, un département de Georges Brown College consacré à l’ingénierie de la construction bois de grande hauteur. Arbour fera appel à une structure entièrement bois : panneaux CLT pour les planchers et cloisons, colonnes en lamellé-collé.  

Il sera équipé d’épingles en eau glycolées enterrées et d’échangeurs eau glycolée/eau pour le rafraîchissement, sans générateur. Les seules consommations seront celles des pompes pour la circulation d'eau et des ventilateurs dans les émetteur eau/air terminaux. Il contiendra également des « cheminées solaires » pour organiser une ventilation naturelle par convection.

©Acton Ostry Architecs