CHANTIERS EN ECONOMIE CIRCULAIRE

FORMATION

BÂTIMENT DURABLE

Pierre WILLEM

Modularité et flexibilité du bâtiment

Quand et comment les intégrer dans le bâtiment ?

CHANTIERS EN

ECONOMIE CIRCULAIRE

PRINTEMPS 2018

FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CHANTIERS EN ECONOMIE CIRCULAIRE – PRINTEMPS 2018

OBJECTIFS DE LA PRÉSENTATION2

N Prendre conscience de l’importance de l’intégration de la

modularité et de la flexibilité sur la circularité du bâtiment

(principalement sur les thématiques gestion des déchets et des

flux de matériaux)

N Saisir à quel moment et la manière d’intégrer ces concepts

dans le processus de conception du bâtiment

N Pouvoir trouver le bon équilibre entre les besoins actuels et

ceux qui pourraient apparaitre

TABLE DES MATIÈRES3

INTRODUCTION

N Définitions

N Chronologie

N Objectifs

N Concerne

MODULARITE

FLEXIBILITE

INTRODUCTION MODULARITE FLEXIBILITE

DEFINITIONS4

Modularité

N Caractère de ce qui est modulable

Modulable (petit Larousse 2017)

N Qui peut être modulé

Modulaire (petit Larousse 2017)

N Qui est constitué d'un ensemble de modules

N Architecture : soumis aux règles d'emploi du module, codifiées à partir des

conceptions vitruviennes par les architectes de la Renaissance

DEFINITIONS5

Flexibilité (petit Larousse 2017)

N Qualité de ce qui est flexible, souple

N Architecture : Aptitude d'un espace construit à se plier à une utilisation

évolutive ou différente

Flexible (petit Larousse 2017)

N Qui se plie, se courbe aisément ; souple

N Qui se plie aux diverses circonstances, aux influences

N Qu'on peut adapter aux circonstances particulières

CHRONOLOGIE6

Les 2 notions

N sont toutes à intégrer dès l’esquisse du projet

N se manifestent à différents moments de la vie du bâtiment

PREFABRICATION*

MODULARITE

FLEXIBILITE

ESQUISSE

AVANT-

PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION

(E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX)

intégrer

* Une 3ième notion « la préfabrication » est tout aussi importante (notion non développée dans cette présentation)

OBJECTIFS7

Modularité Préfabrication Flexibilité

GESTION

DECHETS –

DEMOL.&CONSTR.

Limitations des

chutes

Optimalisation de la

matière

Maintien des éléments

structurels, démontage

aisé d’éléments non

porteur

INNOVATIONSupport de

compositionQualité d’exécution

Evolution des

technologies

NATUREHiérarchie

constructive

Faible impact sur le

site, limitation des

nuisances

Réaffectation

HUMAINStandardisation &

répétition

Anticipation,

Coordination &

bouwteam

Evolution des moeurs

et tendances

MATIERE –

MatériauxStandardisation et gestion des ressources

MATIERE –

AdaptabilitéLiaisons sèches

Transformation

simplifiée

ENERGIEGestion adaptée

par module

Forte isolation

économique

Source/Bron : CERAA, Benoît THIELEMANS, Eco-construction modulaire et préfabriquée

Définition et contexte général, 07 février 2012

+ adaptations écoRce

OBJECTIFS8

Calcul du cout des travaux apportés sur un bâtiment sur sa durée de vie

(construction, rénovation, entretien)

CONCERNE9

Toutes les échelles du bâtiment :

N Le matériau en lui-même

N Les éléments constitutifs

N Les espaces intérieurs

N Le bâtiment

INTRODUCTION

MODULARITE

N Quoi ?

N Comment ?

N Pourquoi ?

FLEXIBILITE

QUOI ?11

Beaucoup de matériaux de construction

N Briques

N Blocs

N Hourdis

N Linteaux

Récupération possible mais pas toujours aisée

QUOI ?12

Beaucoup de matériaux de construction

N Panneaux de bois

Bois de construction

N Bois massif

Poutrelles métalliques

QUOI ?13

Des éléments de construction

N Cabines de chantier temporaires

Source/Bron : btpmat.fr

Source/Bron : rentieasy.be

QUOI ?14

N Bureaux - habitats

www.madera-construction.com

Construction Modulaire Ligne Progress

Pod Space Limited

ProContain

Aéropolis,

Architectes Associés

Logement Sart-Tilman, Englebert

QUOI ?15

N Sanitaires - mobilier

INTRODUCTION

MODULARITE

N Quoi ?

N Comment ?

N Pourquoi ?

FLEXIBILITE

COMMENT ?17

N Dimensions standard (9+1)

COMMENT ?18

Briques

N Dimensions standards de plus en plus variées…

N Pratiquement, ce n’est plus souvent respecté (visibles)

N Longueur de « 9 » +1 selon la situation

Poutrains-claveaux

N Dimensions standards :

• Largeur : 60 cm

• Portée +/- identique hourdis

Poutrelles métalliques

N Nombreuses dimensions standards (IPE, HEA…)

N Dans la mesure du possible, choisir dimensions en

accord avec support (hauteur de bloc)

COMMENT ?19

Montants massifs

N Dimensions standards

COMMENT ?20

Montants massifs

N Portée des éléments

• www.houtinfobois.be (logiciel de calcul pour plancher, toiture plate et

inclinée)

Tableau de « dimensionnement » pour poutres en I, Source/Bron : Ageka.fr

COMMENT ?21

Lamellés-collés

• Largeur : de 60 à 240 mm

• Hauteur : de 100 à 600 mm

• Longueur : jusqu’à 40.00 m

Montants en I

• Âme : 45/60/90 mm

• Hauteur : 240/300/360/400 mm

• Longueur industrielle : 13 m

N Existe en pré-isolée

COMMENT ?22

Panneaux de bois

N Contreventement OSB : e.a. de 62,5 cm optimal

N MDF ou multiplex (mobilier) : 244*122 cm (profondeur de meuble 60 cm)

Largeur de membrane d’étanchéité à l’air

N 150 cm

N Va déterminer entre-axe du support pour optimalisation chantier

• (+/- 50 cm, pour insufflation)

COMMENT ?23

Isolation

N Avantages

• Moins de gaspillage (récupération aisée)

• Répartition uniforme

N Inconvénients

• Chutes inévitables

• Irrégularités possibles (support ou découpes)

• Resserrage nécessaire

• 150 cm

• Va déterminer entre-axe du support pour optimalisation chantier

• (+/- 50 cm, pour insufflation)

COMMENT ?24

Zinc (joint de bout avec entre-axe de 60 cm)

Ardoises (module fonction de la mise en œuvre)

COMMENT ?25

Pas toujours possible de combiner tous ces systèmes modulaires

Certains prédominent sur d’autres selon la situation (briques sur

ossature bois)

A quel système modulaire donner la priorité ?

En rénovation dans une dent creuse, la largeur de la parcelle fixe les

dimensions liées aux éléments (de toiture, de bardage…)

Les grands modules de panneaux extérieurs priment régulièrement

pour une question esthétique sur les modules de briques

Les panneaux OSB d’une ossature bois ne sont pas souvent

privilégiés en raison de leur non-visibilité. A l’inverse si l’on reste dans

quelque chose de visible (aspect brut), ceux-ci primeront

INTRODUCTION

MODULARITE

N Quoi ?

N Comment ?

N Pourquoi ?

FLEXIBILITE

POURQUOI ?27

Avantages

N Vérifications aisées sur plans

N Vérifications aisées sur chantier

N Esthétique du bâtiment

Inconvénients

N Habitude à prendre

N Eventuelle rigidité dans la composition (contrainte supplémentaire)

INTRODUCTION

MODULARITE

FLEXIBILITE

N Quoi ?

N Où ?

N Comment ?

QUOI ?29

Flexibilité (Larousse 2017) - rappel

N Caractère, qualité de ce qui est flexible

Flexible (Larousse 2017) - rappel

N Qui se plie, se courbe aisément ; souple

N Qui a de la souplesse, de l'aisance, de la facilité

N Qui se plie aux diverses circonstances, aux influences

N Qu'on peut adapter aux circonstances particulières

Adaptabilité (Larousse 2017)

N Qualité d'un objet qui peut être modifié aisément en harmonie avec les

changements auxquels son utilisation est soumise ou peut être soumise

N Aptitude à changer, à évoluer, flexibilité

Adaptable (Larousse 2017)

N Qui peut être adapté, qui peut s'adapter à quelque chose.

QUOI ?30

Evolutif (Larousse 2017)

N Qui est susceptible de transformations progressives

Extensibilité (Larousse 2017)

N Propriété de ce qui est extensible,

N Qui peut être étendu, allongé, élastiquement ou non.

N Qui peut s'étendre, s'appliquer à d'autres objets ou personnes

N Qui peut être adapté, qui peut s'adapter à quelque chose.

QUOI ?31

En quoi ces termes concernent-ils un aspect durable/circulaire ?

N Cible 2 HQE : Choix intégré des procédés et produits de construction

• Réfléchir à la durabilité et l’adaptabilité du bâtiment

Durée de vie

Structure portante

Installations production &

distribution

Installations appareils

Aménagements fixes et mobiles

Finitions

: 50 à 75 ans

: 15 à 20 ans

: 10 à 15 ans

: 10 ans

: ± 5 ans

Flexibilité

(espaces)

définir un principe d’organisation générale pour tous les

systèmes du bâtiment

Evolutivité Adaptations aux évolutions technologiques

Extensibilité Agrandir le bâtiment

ConvertibilitéChanger l’affectation du bâtiment

bâtiment à usage unique (logement, hôtel bureau) ou mixité...

Déconstruction Dé-montabilité en fin de vie du bâtiment

Séparation et tri des matériaux

QUOI ?32

« Plan libre »

N Matériaux actuels (bois, béton, acier) performants

• murs de refend et poteaux porteurs

espaces indépendant des contraintes structurelles

N = un des cinq points de l’architecture moderne tels que les a définis Le

Corbusier en 1926

Mies Van Der Rohe, Farnsworth House

INTRODUCTION

MODULARITE

FLEXIBILITE

N Quoi ?

N Où ? Les espaces

Les techniques

N Comment ?

OÙ ?34

Espaces « adaptables »

N Notion souvent liées à l’accessibilité PMR

Vincent Snoeck, Directeur de Gamah asbl

le logement adaptable contient en lui le potentiel pour être adapté au plus

grand nombre (en terme de surfaces, cloisons ad hoc, système électrique,

tuyauterie…). Il est prévu pour être modulé pour les besoins du plus grand

nombre. Le logement dit « adapté » est modulé selon ses propres besoins,

il est conçu sur mesure dès le départ.

(…) Le logement adaptable est tout simplement un logement intelligent : il

s’agit de prévoir dès maintenant le logement dont on « rêve » avec la

possibilité de l’adapter directement. Un logement définitif, universel

n’existe pas.

OÙ ? – LES ESPACES35

Espaces « adaptables »

N Exemples

OÙ ? – LES ESPACES36

Le plan libre

N Les bureaux paysagers (= open space, plateau ouvert)

espace de travail où les bureaux ne sont pas séparés par des cloisons

Avantages Inconvénients

Gain de place Acoustique

Meilleur communication Intimité

Suivi de l’activité de l’entreprise Baisse de la productivité

Possibilité de réaménagement Surveillance entre collègues

INTRODUCTION

MODULARITE

FLEXIBILITE

N Quoi ?

N Où ? Les espaces

Les techniques

N Comment ?

OÙ ? – LES TECHNIQUES – En plan38

● Situation

Lloyd’s (Rogers)

Locaux techniques Surfaces techniques

cavités de circulation et techniquesTrémies techniques

Les in

llation

Positionnement

Centrée Interne Accolée

Tour Agbar (Nouvel) Commerzbank (Foster) HK Bank (Foster) So

Les in

llation

Ordre de grandeur

Les in

llation

9Trémies techniques

de 24 à 28 m²

Trémies techniques

de 34 à 44 m²

Evolutivité

Les in

llation

“Centralisées” “Décentralisées”

Sanitaire

Chauffage

Ventilation

hygiénique

Les autres trémies (électricité, incendie, froid…) ne subissent généralement pas de changements

Evolutivité

Les in

llation

“Centralisées” “Décentralisées”

Noyées dans une masse

Beaubourg (Piano et Rogers)

Partiellement accessibles par

ouverture

... accès partiel par portillon

Accessibles par démontage de paroi,

paroi amovible ou portes = meilleure

solution !

Situation

Les in

llation

(espaces

d’é

Hauteur technique

(portes, installations

techniques, parois)

Des cavités...

de circulation, techniques

Des éléments...

porteurs, de séparation

Lloyd’s (Rogers)

Situation

Hauteur technique (portes, installations techniques, parois...)

1 m pour des bureaux0,4 m pour des logements

d’é

des logem

Nappe technique supérieure (faux plafond)

Nappe technique inférieure (faux plancher)

Les in

llation

Situation

Les in

llation

Situation

Les in

llation

EAUX USEES

EAUX PLUVIALES

EAU FROIDE SANITAIRE

EAU CHAUDE SANITAIRE

TRANSPORT DE CHALEUR PAR EAU CHAUDE

TRANSPORT DE FROID PAR EAU GLACEE

TRANSPORT DE GAZ

TRANSPORT D’AIR

CHEMINS DE CÂBLES

Avec une pente 2%

1<v(m/s)<1,5 1<v(m/s)<1,5

∆T=15K 0,4<v(m/s)<0,8

∆T=5K 0,4<v(m/s)<0,8

v(m/s)=6 v(m/s)=1

(Deux conduits) (Deux conduits) (Deux conduits)

15<ISOD<30mm 30<ISOD<60mm 30<ISOD<60mm 15<ISOD<30mm ISOD=30mm

bits a

(N. d’u

nités)

110 16 à

20 16 à

2,6 16 à 50

40 L600 x

N ≤ 90

160 25 à

260 16 à

20 16 à 20

8 25 à

65 65 à

150 L600 x

210 110 à

5,7 (32)

110 à

110 80 à

750 25 à

160 25 à 50

115 65 à

150 125 à

340 63 à

260 160 à

20 (120)

160 à

400 125 1200 65 à

390 65 à 80

270 125 230 125 44

310 250 32 (1020)

250 750 160 1800 100 à

1200 100 à

680 160 330 160 à

360 315 68 (4620)

315 1350 160 1800 160 1000 250 177

410 315 281

460 355 356

1. Les valeurs entre parentheses sont celles des debits unitaires évacuables dans un conduit. Ces valeurs sont à multiplier par 4 pour les logements et bureaux, par 2 pour les hotels, par 1 pour les toilettes publiques et par 0,7 pour les laboratories.

OÙ ? – LES TECHNIQUES – En coupe47

Evolutivité – regroupement ou pas ?

Les in

llation

Indépendante Associée Imbriquée

Adaptabilité et

accessibilité possible

HK Bank (Foster)

Adaptabilité et

accessibilité limitée

Centraal Beheer

(Hertzberger)

Adaptabilité et

accessibilité très difficile

Yale Gallery (Kahn)

Evolutivité – disposition des couches

Les in

llation

Source/Bron :

Art&Build (Berlaimont)

Evolutivité

Les in

llation

Encastrées et non visibles Non encastrées et visibles

Noyées dans une masse

Lloys (Rogers)

Partiellement accessibles par ouverture

Accessibles par démontage de paroi

(faux-plafond/plancher) = meilleure

solution !

OÙ ? – LES TECHNIQUES – L’éclairage50

OÙ ? 53

: La c

onvers

’imm

OÙ ? 54

OÙ ? 55

OÙ ? 56

: La c

onvers

’imm

OÙ ? 57

’imm

OÙ ? 58

OÙ ? 59

INTRODUCTION

MODULARITE

FLEXIBILITE

N Quoi ?

N Où ?

N Comment ? Colonel Bourg

Théodore Verhaegen

Van Volxem

Cross House

Autres exemples

COMMENT ? – Colonel Bourg61

N Bruno Corbisier, architecte

N Stade projet (abandonné)

N Immeuble de bureau avec proposition de conversion en logement

(finalement résidence de repos)

Source/bron : Corbisier associés

N Coupe de principe

ssocié

N Rez-de-chaussée après conversion

ssocié

N 1er étage après conversion

ssocié

N 2ème étage après conversion

ssocié

N Réflexions :

• La conversion coute cher, parfois plus cher que la démolition et la

reconstruction en raison notamment des normes de plus en plus

nombreuses

• Charme de la reconversion VS réponse aux exigences du logement

• Vision des développeurs publics VS promoteurs

N Techniquement :

• Circulations verticales quasiment tjs inadéquates

• Hauteur de dalle à dalle de 300-350 cm

• Intégration de balcons indispensable (recul de la façade ou structure

indépendante)

• Normes incendies non discutables dans le cas d’un bâtiment > 25 m (2

sorties par unité)

• Ascenseur pour PMR

INTRODUCTION

MODULARITE

FLEXIBILITE

N Quoi ?

N Où ?

Théodore Verhaegen

Van Volxem

Cross House

Autres exemples

COMMENT ? – Théodore Verhaegen71

N Giulia Caterina Verga, architecte

N 18, rue Théodore Verhaegen – 1060 Saint-Gilles

N Habitat groupé (9 logements) sur deux étages de la poste de Saint-Gilles

N 1.600 m²

N Classé à l’inventaire du patrimoine

Source/bron : G. Verga

INTRODUCTION

MODULARITE

FLEXIBILITE

N Quoi ?

N Où ?

Théodore Verhaegen

Van Volxem

Cross House

Autres exemples

COMMENT ? - Van Volxem76

N Art and Build, 2009

N Surfaces de bureau transformable en logement

COMMENT ? – Van Volxem77

INTRODUCTION

MODULARITE

FLEXIBILITE

N Quoi ?

N Où ?

Théodore Verhaegen

Van Volxem

Cross House

Autres exemples

COMMENT ? – CROSS HOUSE85

Cross House

INTRODUCTION

MODULARITE

FLEXIBILITE

N Quoi ?

N Où ?

Théodore Verhaegen

Van Volxem

Cross House

Autres exemples

COMMENT ? – AUTRES EXEMPLES89

Edifices religieux

ux –

outil d

’accom

Industriel - Coopér.Station n°1 (Montreal)

llectivite

rg –

Industriel – Coopér.Station n°1 (Montreal)

llectivite

rg –

Industriel - Eco-Quartier Angus

Source/bron : collectivitesviables.org

CE QU’IL FAUT RETENIR DE L’EXPOSÉ99

N La limitation des déchets commence dès le stade de la conception !

N La modularité

• se présente à différentes échelles du bâtiment (composant,

espaces)

• permet l’économie d’échelle et de limiter les déchets en phase de

construction

N La flexibilité

• concerne à la fois les espaces ET les techniques

• n’est pas toujours aisée à anticiper

• présente principalement un avantage visible à plus long terme :

sur la gestion des déchets au moment d’une transformation

(économie de moyen mis en œuvre pour la réaliser)

N Il est compliqué (voire contreproductif) d’intégrer complètement

l’entièreté des principes évoqués dans cette présentation.

L’objectif est de trouver un bon équilibre entre besoins du projet

initial et éventuels besoins futurs.

OUTILS100

Guide bâtiment durable

N Thème Environnement Humain

Dossier I Concevoir un bâtiment accessible à tous

N Thème Matière

Dossier I Choix durable des techniques constructives et élémentsde structure > Concevoir > Etapes de conception > concevoirflexible et adaptable

Dossier I Choix durable des revêtements de sols intérieurs >Concevoir > Etapes de conception > concevoir flexible etadaptable

Dossier I Choix durable des murs non porteurs et cloisons >Choisir

Etude de cas

Aeropolis II > Flexibilité

OUTILS101

Sites internet

N Construire adaptable

www.construire-adaptable.be

Cette action invite les maîtres d'ouvrage, les architectes et les

entrepreneurs à s'inscrire:

- dans une démarche volontaire

- visant à relever le défi du logement adaptable

- en bénéficiant d'un support technique par des experts et des formations.

Ouvrages

N CCW, Région Wallonne, CSTC, CIFFUL, CawaB, SWL, Guide d’aide à la

conception d’un logement adaptable

N OPI, La conversion d’immeubles de bureaux en logement, 02/2017

CONTACT

Pierre WILLEM

Ingénieur projet

écorce sa

+ 32 4 226 91 60

info@ecorce.be

CHANTIERS EN ECONOMIE CIRCULAIRE

Documents

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