CONSTRUCTIONS LÉGÈRES,  UNE ALTERNATIVE AUX BÂTIMENTS LOURDS ET CHERS – APOLOGIE DE LA LÉGÈRETÉ

Lourd ne veut pas dire résistant. Les murs de maçonnerie en pierres, en briques ou en parpaings que nous utilisons pour la construction de maisons ou d’immeubles sont des éléments lourds qui sont assemblés avec du mortier ciment pour faire joint  entre les éléments. Ces murs utilisent le principe de la friction entre les éléments et de leur poids propre pour stabiliser le bâtiment.

Cependant, ce n’est pas parce que ce sont des éléments très lourds, très épais, qu’ils sont plus stables ou plus porteurs plus qu’une structure plus légère. Bien au contraire, des murs plus lourds signifient des fondations plus importantes, des matériaux plus chers, des moyens de levage plus grands … et parfois moins de durabilité, comme cela peut-être le cas dans des zones de sol argileux avec un retrait et gonflement du sol sous les épisodes de pluie et de sécheresse. Les fondations bougent, les murs se fissurent, la pluie et l’air entrent dans le bâtiment et peuvent  vite le rendre inutilisable. 

Mais des murs en ossature légère existent  : ossature bois, charpente acier, panneaux alvéolaires qui permettent de construire plus léger, plus vite et aussi moins cher. Ces systèmes constructifs sont particulièrement adaptés aux projets sur l’existant, à la surélévation à l’extension, ou au projet sur des sols peu stables : terrains sablonneux, anciens marécages ou sites d’anciennes carrières.

Combien pèse un bâtiment ?

En tant qu’architecte, lorsque je dessine un bâtiment, je me pose souvent la question : Combien pèse mon bâtiment ?

Je ne veux pas parler du poids de son empreinte environnementale, même si ces sujets sont évidemment corrélés, mais plus littéralement, quel est le poids physique d’un bâtiment.

Si ceci semble une question étrange, c’est pourtant un point fondamental de la construction d’un bâtiment. Un bâtiment pèse plusieurs tonnes de matériaux inertes dont la grande partie sert avant tout à se porter soi-même, c’est-à-dire son propre poids. Le poids d’une maison est 10 à 20 fois supérieur au poids des habitants, des équipements et des meubles qu’elle va abriter. Pourquoi construisons-nous si lourd ? 

Beaucoup de matériaux sont utilisés pour la structure du bâtiment et n’ont aucune utilité dans le projet. On empile, sans y réfléchir,  des matériaux rigides pour qu’une maison, par exemple, soit lourde et bien lestée. Ceci oblige à préparer des fondations plus importantes, qui vont  tasser les sols, des tuiles qui vont charger fortement les charpentes, ….

Cette pratique est souvent liée aux habitudes des maçons ou à la culture locale de construction. Elles ne remettent pas en cause le mode traditionnel de construction au vu des coûts de construction toujours croissants, des enjeux d’optimisation de nos ressources naturelles, ou de réduction de production de CO2 ayant pour objectif  une architecture bas-carbone.

Eviter l’utilisation de matériaux inutiles, la chasse au gaspillage

Pour éviter cela, lorsqu’on démarre un projet ou un chantier, plusieurs points doivent être attentivement surveillés:

1. Supprimer les matériaux et la matière qui ne servent à rien. Traquer les épaisseurs de matière inutile, optimiser la quantité de béton ou de ciment utilisé, et réduire les épaisseurs des matériaux permet de garder de la place pour les isolants. Optimiser tous les murs à leur limite inférieure en épaisseur permet de manière cumulative un gain important de matière. Réduire les épaisseurs de cloisons qui n’ont pas de contraintes acoustiques et sont moins contraignantes que les murs extérieurs. 
2. Utiliser des murs à ossature plutôt que des maçonneries continues. Une construction en poteaux et poutres a la même portance qu’une construction en murs de béton continu.
3. Utiliser des matériaux moins lourds. Des parpaings allégés ou siporex ( plâtre alvéolaire plutôt que de ciment), des poutres bois plutôt que de l’acier, du PVC pour les menuiseries plutôt que de l’acier.  Des matériaux innovants, biosourcés, ou naturels, sont souvent plus légers, plus performants et produits localement.
4. Réduire le poids de la surélévation pour éviter les reprises de structure

Lorsque l’on construit en surélévation d’une maison ancienne, on enlève souvent beaucoup de poids sur l’existant au démarrage du chantier: le poids des plafonds en plâtre, le poids des tuiles anciennes, et on peut ajouter une surélévation légère sans ajouter beaucoup de poids supplémentaire sur l’existant.

Les règles sur les calculs de structure admettent qu’une surélévation de maison pesant  moins de 7% du poids de la maison actuelle n’oblige  pas à réaliser de renforcement de la structure existante ou de reprise des fondations. Cela ne donne pas beaucoup de latitude, mais permet, tout de même, de limiter les conséquences sur l’existant et sur la reprise des bâtiments de surélévations légères ! 

Comment pouvons-nous trouver la juste quantité de matériaux nécessaires à utiliser ?

Si une maison pèse 20 tonnes pour 400 kg d’habitants, la maison pèse 50 fois plus que notre poids . Mais si vous considérez le cas d’un oiseau de 250g qui vit dans un nid d’approximativement 500 g, c’est un rapport de ½ entre le poids de l’oiseau et le poids de son habitat. 

Pourrions-nous vivre dans une maison de 800kg ? Quelles seraient les technologies et mode de construction à développer pour atteindre cet objectif ?

Nous avons étudié au cours de nos projets précédents, de nombreuses structures légères. Un bâtiment plus léger signifie qu’il est plus économique, plus facile à installer et plus facile à recycler, plus facile à transformer aussi. Ceci, évidemment, contribue à diminuer son empreinte environnementale, sa consommation d’énergie ou sa consommation de CO2 lors de sa construction.

Construire en structure ultra-légères

Nous avons réalisé plusieurs bâtiments, dont la rigidité de la toiture dépend de l’air encaissée dans les formes en coussins de son enveloppe.  C’est le cas des toitures en coussins d’ETFE ( film téflon transparent) qui permettent de couvrir avec un seul coussin de 8 à 10 mètres sans retombée de structure. Une double toile de téflon est tendue dans une structure acier, et de l’air comprimé entre les toiles permet de créer un coussin rigide, qui peut supporter le poids d’un homme et les rafales de vent.

Des structures comme les jardins botaniques Eden project en Cornouailles ne pèsent pas plus que 30 kg au m2, et couvrent 16 000m2 sans structures intermédiaires. La structure du bâtiment s’inspire des bulles de savon, pour créer des coques de poids minimal où la géométrie circulaire participent à la rigidité de la structure.

Ces structures en coussins gonflables permettent de couvrir des larges surfaces de terrain agricoles, par exemples, des morceaux de villes ou des villes entières, des terrains de construction ou de protection du patrimoine, des aires de spectacles évènementielles ou temporaires,  des gares, des centre sportifs, des stades et des centre commerciaux.

Mais ces structures permettent aussi d’envisager des couvertures de maison ou de auvent.

L’expertise de l’agence Serero Architectes en structures légères

Le travail de recherche de l’agence sur la construction en structures légères fait de Serero Architectes un partenaire de choix pour vos constructions en structures légères. Cela permet de réduire le poids des fondations, des matériaux, d’éviter des reprises de structures en cas de surélévation et par conséquent de baisser également le coût du bâtiment ainsi que son empreinte carbone. Si l’agence peut travailler sur des matériaux innovants comme le téflon, les structures légères peuvent aussi être réaliser dans des matériaux plus traditionnels comme le bois ou encore les parpaings allégés. Contactez-nous pour obtenir un devis pour votre projet.