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FORMATION
BÂTIMENT DURABLE
Gaëtan DUYCKAERTS & Renaud DACHOUFFE
Préfabrication et construction 3D
CHANTIERS EN ÉCONOMIE
CIRCULAIRE
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
OBJECTIFS DE LA PRÉSENTATION2
N Donner les outils permettant de faire des choix de conception
de bâtiments préfabriqués dans le contexte de l’économie
circulaire
N Expliquer les principales particularités et avantages des projets
de préfabrication bois
N Préciser les avantages de la préfabrication dans le cadre de
l’économie circulaire
N Présenter les opportunités et perspectives de développements
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TABLE DES MATIÈRES3
CHOIX DU PRÉFABRIQUÉ BOIS
ÉTUDE
PRODUCTION
CHANTIER
VISIONS ET PERSPECTIVES
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
TECHNIQUE & ECONOMIQUE4
Définitions
N Qu’est-ce que la préfabrication?
• Définition Larousse
Matériau, bâtiment constitué d'éléments standardisés.
• Définition Médiadico
préfabriqué,e (adjectif masculin, nom masculin)
{adjectif} Qui est fabriqué à l'avance selon des normes de série,
afin d'être monté ultérieurement sur place. Se dit de ce qui est
constitué d‘éléments préfabriqués.
Ex : Une maison préfabriquée.
Source : Chapsol
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
5
Champs d’application du préfabriqué bois
N Rénovation
• Rénovation légère
• Rénovation lourde
N Extension/Rehausse
• Agrandissement horizontal ou vertical
N Neuf
N Les systèmes
• CLT
• Ossature bois
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
6
Champs d’application du préfabriqué bois
N Rénovation LEGERE
• Peu de possibilité à grande échelle
Intégration d’éléments préfabriqués (format) dans une structure
existante?
Notion de « faible » quantité/superficie
• Intérêt pour les éléments de petite taille
Éléments à manutention légère (échelle humaine)
Éléments « en kit » à assembler (cloison)
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
7
Champs d’application du préfabriqué bois
N Rénovation LEGERE
• VIDEO (44’’) de montage d’une cloison légère préfabriquée CIMEDE
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
8
Champs d’application du préfabriqué bois
N Rénovation LOURDE
• Remplacement/modification d’une partie importante du bâtiment
Déconstruction d’une partie du bâtiment
Structure partiellement conservée
Remplacement des éléments de façades
Intérêt (commercial) pour grande quantité/superficie
S’assurer de la faisabilité du concept dans le projet (ce qui
existe déjà par rapport à ce que l’on veut (re)créer)
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
9
Champs d’application du préfabriqué bois
N Rénovation LOURDE
• Remplacement d’une partie suffisamment importante du bâtiment
Projet de grande taille
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
Projet réalisé
MO : ISOSL
ARCH: DirixSource : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
10
Champs d’application du préfabriqué bois
N Rénovation LOURDE
• Remplacement d’une partie suffisamment importante du bâtiment
Projet de grande taille
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
Projet réalisé
MO : ISOSL
ARCH: DirixSource : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
11
Champs d’application du préfabriqué bois
N Rénovation LOURDE
• Remplacement d’une partie suffisamment importante du bâtiment
Projet de grande taille
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
Projet à venir
MO : Logement
Molenbeekois
ARCH: A229 + DethierSource : A229
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
12
Champs d’application du préfabriqué bois
N Extension/Rehausse
• Agrandissement horizontal (extension) vertical (rehausse)
Capacité de la structure existante (rehausse)
Travaux préparatoires
Jonction avec existant
Travaux réalisés en site habité
Construction légère
Adaptation à l’existant
Travaux « rapides »
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
13
Champs d’application du préfabriqué bois
N Extension/Rehausse
• Agrandissement horizontal (extension) vertical (rehausse)
Projet de différentes tailles
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
Projet réalisé
MO : OTM
ARCH: LowetteSource : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
14
Champs d’application du préfabriqué bois
N Extension/Rehausse
• Agrandissement horizontal (extension) vertical (rehausse)
Projet de différentes tailles
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
Projet réalisé
MO : ARCHE
ARCH: EsquisseSource : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
15
Champs d’application du préfabriqué bois
N Neuf
Pas/peu de barrière en construction neuve
Réalisation de différents types de bâtiments (gabarit, affectation,
situation,…)
Le type de projet définira le type de système le plus adéquat
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
SOURCE : Atelier de l’Avenir SOURCE : Bureau d’études bois (Wow Ney) SOURCE : Bureau d’études bois (Wow Ney)
Ossature bois Poteau poutre CLT
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
16
Champs d’application du préfabriqué bois
N Poids de l’économie circulaire dans les différents modes constructifs
• Ossature bois
Optimisation de la matière
Préfabrication
Performances accrues
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
SOURCE : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
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Champs d’application du préfabriqué bois
N Poids de l’économie circulaire dans les différents modes constructifs
• Poteau-Poutre
Valorisation de l’utilisation >< construction
Accès à des architectures plus libres
Meilleure gestion des ponts-thermiques
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
SOURCE : ArchiExpo
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
18
Champs d’application du préfabriqué bois
N Poids de l’économie circulaire dans les différents modes constructifs
• CLT
Accès du « bois » à des marchés de grande hauteur
Etanchéité à l’air & finitions réalisées par le panneau
TECHNIQUE & ECONOMIQUE
SOURCE : CMP Bois
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
TECHNIQUE & ECONOMIQUE19
Le choix du préfabriqué bois
N Du point de vue de l’architecte
CONCEPTION:
• Tenir compte de l’impact du caractère préfabriqué dès le début
- Formats et dimensions (limites transportable par la route)
- Standardisation (dimensions baies, répétition d’étage en étage),…
• Nombre de documents de références/de projets de références
- CSTC
- Fabricants
• Constructeurs spécialisés peuvent interagir avec ARCHI en amont
- Détails d’assemblages connus
- Démarche architecturale recherchée à mettre en perspective avec lespossibilités de la préfabrication
- Permet à ARCHI de se concentrer sur l’aspect architectural sans devoir seconcentrer sur la conception de détails spécifiques (> responsabilité dufabricant)
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
TECHNIQUE & ECONOMIQUE20
Le choix du préfabriqué bois
N Du point de vue de l’architecte
EXECUTION:
• Conditions de travail en atelier favorisent la bonne mise en œuvre
- Pose de l’isolant, de certaines membranes (air/eau), fixationsdes panneaux à la structure,…
• Contrôle de la qualité des éléments mis en œuvre
- Visites réalisées en atelier plus simple que sur chantier(traçabilité des matériaux mis en œuvre)
- Plusieurs éléments sont/peuvent être visibles en même temps(structure, châssis,…)
- Revalorisation aisée des éléments récupérés / des stocks
• Optimisation énergétique du process
- Valorisation des déchets
SOURCE : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
TECHNIQUE & ECONOMIQUE21
Le choix du préfabriqué bois
N Du point de vue du promoteur
• Temps de retour entre le 1er € investi et le 1er € reçu
• Limitation des risques
• Limitation des suppléments
• Anticipation des problèmes (préfabriqué = nécessité de s’intéresser au
projet suffisamment en amont de la phase chantier)
• Gros-œuvre fermé obtenu rapidement pour éviter la détérioration des
matériaux
• Construction sèche
• Innovation
• Matériau de qualité
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TABLE DES MATIÈRES22
CHOIX DU PRÉFABRIQUÉ BOIS
ÉTUDE
N Conception
N Limites de la préfabrication / récupération d’éléments
N Outils à disposition
N Détails
PRODUCTION
CHANTIER
VISIONS ET PERSPECTIVES
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
CONCEPTION23
Phasage d’un projet préfabriqué bois
N La préfabrication implique presque systématiquement une modélisation
précise en 3D. Cette précision nécessite que les données en input le soient
également.
N Contrairement à un projet "classique« , l'étude des éléments préfabriqués
nécessite l'étude fortement en amont de la mise en place du gros œuvre et
des différents lots connexes.
Pas nécessairement en accord avec les pratiques actuelles de la
construction. Souvent il y a conflit entre planning théorique et réalité de
chantier.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
CONCEPTION24
Phasage d’un projet préfabriqué bois
Conception
• Plans architectures
• Détails architectes
• Etude stabilité, thermiques, etc.
• Cahier charges
Etude exécution
• Relevé géométrique de l’existant
• Plans techniques spéciales
• Détails & plans exécutions (dont menuiseries extérieures et finitions (int./ext.))
Etude préfabrication
• Etude stabilité, thermique
• Choix des compositions et matériaux
• Détails 2D
• Maquette 3D
Approvisionnement matériaux
• Etude de marché
• Commande
• Approvisionnement
Production
• Export des
• Fichiers machines
• Plans de production
• Production
Montage
• Plans de montage
• Acheminement des éléments sur chantier
• Implantation du bâtiment & levage des caissons
• Fixations, étanchéité à l’air et à l’eau
Prérequis
> 20 jours
5-10 jours + 3-
20 jours
2 jours/étage
Prérequis
Toutes les informations
doivent être à
disposition > 6-10
semaines avant la mise
en place des premiers
murs sur chantier
La coordination des
détails et plans peut
devenir assez
complexe et fastidieuse
selon la dynamique de
l’équipe en place
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
CONCEPTION25
Phasage d’un projet préfabriqué bois – La validation
Etudes préliminaires
•Stabilité
•Thermique
•Diffusion vapeur eau Compositions
Détails 2D + (relevé géom.)
•Assemblage, fixation
•Etanchéité à l’air
•Etanchéité à l’eau Carnet détails
Validation
Maquette 3D
•Plans 2D exécution et/ou maquette 3D exploitable
Validation
ETUDE
Dans un projet préfabriqué, le planning général devrait tenir compte d’une phase
étude allongée et d’une phase chantier réduite.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
CONCEPTION26
A prendre en compte
N Conception orientée « couches » assemblées
SOURCE : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
CONCEPTION27
A prendre en compte
N Modulation des performances dans le temps
• Thermiques
• RF
• Acoustiques
• Esthétique Modulable
• TS
Favoriser l’accessibilité aux éléments (fixations)
N ACV des éléments MP
N Standardisation des éléments préfabriqués
SOURCE : Atelier de l’Avenire
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TABLE DES MATIÈRES28
CHOIX DU PRÉFABRIQUÉ BOIS
ÉTUDE
N Conception
N Limites de la préfabrication / récupération d’éléments
N Outils à disposition
N Détails
PRODUCTION
CHANTIER
VISIONS ET PERSPECTIVES
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION29
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales :
• Electricité
• Ventilation
• Chauffage et sanitaire
• Local sanitaire
• Gaine/local technique
N Finitions :
• Intérieures
• Extérieures
N Menuiseries
• Intérieures
• Extérieures
N Etanchéité toiture
N Isolation
2D 3D, l’approche est différente
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION30
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales :
• Jonctions difficiles à gérer,
• La multiplication des jonctions augmente le risque de fuites, de mauvais
contacts,
• Suppose que les techniques soient intégrées aux éléments
préfabriqués (et non dans une chape ou un faux plafond),
• Dépend du système constructif (PP, CLT, différentes compositions d’OB)
et de la position de la barrière étanche à l’air,
• Le volume des conduits peut être problématique.
Jusqu’à présent, le meilleur compromis est de faciliter la mise en place
des techniques via des percements, la réalisation de chevêtres, la mise
en place de gaines ou de boites d’encastrement en attente, ou l’utilisation
de techniques décentralisées.
Usage de 3D dans 2D : gaine/local technique préfabriqués, salle de bain
préfabriquée
Toujours en développement pour une intégration maximale
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION31
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales : électricité, intégration boitiers et gaines
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION32
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales : lattage usiné
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION33
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales : électricité, raccords rapides
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION34
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales : ventilation décentralisée
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION35
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales : ventilation centralisée avec emboitement et réglage
rapide
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION36
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales : adduction et évacuation
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION37
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Techniques spéciales : gaines techniques
Source : CSTC
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION38
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Finitions intérieures - extérieures :
• Dépendant du type de finitions (plaque plâtre, fibroplâtre, panneau bois,
bardage bois, briquettes, crépis…),
• Souvent les éléments de finitions sont fragiles et supportent mal la
manutention et d’être soumis aux intempéries,
• Jonctions difficiles à gérer : nécessite un très bon alignement des
différents caissons au risque de devoir compenser par après.
Soit l’aspect des finitions tient compte des spécificités du préfabriqué
(ex: joint marqué)
Soit les jonctions entre caissons et donc entre finitions sont positionnées
intelligemment.
Un système étudié intelligemment en amont permet de mettre en œuvre
pratiquement tout type de finition en atelier. Un « posttraitement » ou
ajustement sur chantier reste cependant souvent nécessaire.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION39
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Finition intérieure
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION40
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Finition intérieure
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION41
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Finition intérieure
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION42
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Finition extérieure
PxP Projects
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION43
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Finition extérieure
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION44
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Menuiseries extérieures
• Permet d’atteindre le stade du gros œuvre fermé très rapidement,
• Facilite la pose des châssis.
Attention cependant au bris et au calage des vitrages lors de la
manutention et du transport
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION45
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Menuiseries extérieures
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION46
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Menuiseries extérieures
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION47
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Etanchéité toiture
• Permet de protéger l’intérieur des caissons (isolant) lors du transport et
de la pose,
• Permet de protéger l’ouvrage de le pluie très rapidement après le
montage via la pose de jonctions étanches.
Il est préférable de ne pas préinstaller l’étanchéité définitive mais de
profiter d’une couche intermédiaire comme étanchéité provisoire (pare-
vapeur, sous-toiture).
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION48
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Etanchéité toiture
Couverture Pare-vapeur
Un pare vapeur autocollant étanche à l’eau permet d’assurer une étanchéité
provisoire. La préfabrication de la pente et la pose du pare vapeur en atelier
accélèrent la pose de l’étanchéité définitive et la mise hors d’eau du bâtiment.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION49
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Etanchéité toiture
Les jonctions entre caissons sont réalisées
avec des bandes de pare vapeur
autocollantes.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION50
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Etanchéité toiture
Couverture EPDM
Les jonctions entre caissons sont réalisées avec des bandes d’EPDM
autocollantes.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION51
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Etanchéité toiture : pare-pluie + contre-latte
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION52
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Etanchéité toiture : pare-pluie + contre-latte
Membrane parepluie,
dépassant à agraferMembrane parepluie
Vis filet total 7x260 ea 400
Tape ét. air 60 mm sur OSB
Bande d'étanchéité au
clou
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION53
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Isolation
• Les conditions de pose sont optimales,
• Le chantier est accéléré.
Il convient de maîtriser les infiltrations d’eau lors du transport et une fois
les caissons montés.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION54
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Isolation : matelas d’isolant (laine de roche)
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION55
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Isolation : cellulose (versée ou insufflée)
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION56
Jusqu’où peut-on préfabriquer ?
N Isolation : attention aux infiltrations sur chantier
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION57
Jusqu’où peut-on récupérer des éléments ?
N Au sein d’un même projet
• Montage / démontage / stockage / remontage
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIMITES DE LA PRÉFABRICATION58
Jusqu’où peut-on récupérer des éléments ?
N Entre des projets distincts
• TS
• Finitions
• Menuiseries
• Caissons standardisés
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TABLE DES MATIÈRES59
CHOIX DU PRÉFABRIQUÉ BOIS
ÉTUDE
N Conception
N Limites de la préfabrication / récupération d’éléments
N Outils à disposition
N Détails
PRODUCTION
CHANTIER
VISIONS ET PERSPECTIVES
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS60
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N La modélisation 3D permet :
• d’appréhender avec précision et en amont la géométrie du bâtiment,
• d’avoir une vision précise des différents points d’attention (raccords3D,…) et de parfaire les différentes études (stabilité, thermique,…)avant la fabrication,
• de disposer de listes de matériaux détaillées, de faciliter les commandeset de réduire les chutes (et donc les coûts);
• de coordonner l’intégration des lots connexes;
• de gérer la préfabrication (export de fichiers machines et de plans defabrication).
• Mieux anticiper des modifications
• Faciliter le démontage
Plus la maquette est détaillée – au niveau gros œuvre bois maiségalement au niveau des autres lots – plus le risque de désordre surchantier est réduit moins de temps, moins d’argent.
La rapidité de montage ne laisse pas de place à la réflexion et àl’improvisation lors du chantier.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS61
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N Projet EKLA : Modèle 3D de la structure béton reçu du bureau d’étude
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS62
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N + structure bois
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS63
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N + panneau pare-pluie
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS64
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N + bardage
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS65
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N Projet Beervelde : Construction existante
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS66
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N Scan 3D de construction existante
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS67
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N Import dans le logiciel de préfabrication 3D
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS68
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N Ajout de la structure bois
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
OUTILS69
Le cœur de la préfabrication : le modèle 3D
N Montage
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
TABLE DES MATIÈRES70
CHOIX DU PRÉFABRIQUÉ BOIS
ÉTUDE
N Conception
N Limites de la préfabrication / récupération d’éléments
N Outils à disposition
N Détails
PRODUCTION
CHANTIER
VISIONS ET PERSPECTIVES
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
DÉTAILS71
Un carnet de détails complet et précis est essentiel afin :
N de mener la réflexion en amont de la maquette 3D et
• d’accélérer le dessin,
• d’éviter des modifications fastidieuses et intempestives de la maquette, et
donc des erreurs,
• de pouvoir découpler la conception du dessin.
N d’avoir une vue d’ensemble facilitée et de pouvoir appréhender les
différentes problématiques sur chaque détail (étanchéité à l’air, à l’eau,
ponts thermiques,…), ce qui n’est pas géré au niveau de la 3D,
N de faciliter le métré des fixations, membranes,…
N de transmettre des informations claires pour le montage …
… et le démontage !
« Le diable se situe dans les détails »
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
DÉTAILS72
Une paroi bois est un assemblage complexe de différentes couches assurant
chacune une ou plusieurs fonctions.
La variété de détails peut être importante.
Par ailleurs, chaque détail et le concept en général doivent permettre la (dé-)
montabilité avec un ordre de montage permettant de gérer les tolérances des
différentes éléments.
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
DÉTAILS73
Etanchéité à l’air
Afin d’assurer la continuité de la couche étanche à l’air entre deux éléments il est
possible de procéder :
N Par collage : le plus simple et efficace lorsque la couche d’étanchéité à l’air
est accessible après montage,
N Par compression : joints mousse, mastic, lorsque la jonction à assurer n’est
plus accessible après montage.
Le choix du bon produit pour la bonne application est souvent complexe car il faut
s’assurer :
- De la bonne adhérence au support,
- Des bonnes caractéristiques au niveau diffusion de vapeur d’eau.
Joint mousse
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
DÉTAILS74
Etanchéité à l’eau
N Les détails doivent être étudiés pour protéger les caissons de l’humidié
• Lors du transport,
• Durant et juste après le montage,
• Durant toute la vie du bâtiment.
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
DÉTAILS75
Etanchéité à l’eau
Membrane étanchéité à l’eau
Membrane étanchéité à l’air
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
DÉTAILS76
Jeu
N Définir le bon jeu entre éléments est important mais souvent difficile à
appréhender :
• Trop peu de jeu : provoque des décalages, il faut recouper, raboter sur
chantier,
• Trop de jeu : il y a des trous à gérer, de l’isolant à rajouter.
Il est parfois préférable de prévoir du jeu dans les détails.
2 Vis filet total 7x180 ea 1000
Tape parepluie UV 120 mm
Tape étanche à l’air 120 mm
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
DÉTAILS77
Outils (non exhaustif)
N Détails ossature bois :
• Catalogue de détails Steico (pdf) : plus de 100 détails ossature bois,
plutôt orientés poutres en I et produits Steico (Poutres I, isolants,
panneaux, lamibois) facilement extrapolables
• Catalogue de détails Rothoblaas (dxf) : plusieurs 10aines de détails
pour différents systèmes constructifs bois avec produits Rothoblaas
(fixations, membranes,…) facilement extrapolables
N Guide :
• Guide pour « Bâtiments en bois » Rothoblaas : beaucoup d’idées de
mise en œuvre, d’utilisations de produits,…
• CSTC Contact 2013/1 : Edition spéciale sur le construction bois
N Site :
• http://www.houtinfobois.be : bibliothèques, guide des essences,…
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TABLE DES MATIÈRES78
CHOIX DU PRÉFABRIQUÉ BOIS
ÉTUDE
PRODUCTION
CHANTIER
VISIONS ET PERSPECTIVES
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE79
Atelier et installations
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE80
Etapes de la production
1. Usinage des bois
2. Pré-découpage des panneaux
3. Assemblage des structures
4. Fermeture 1er côté de l’ossature (Table 1)
5. Retournement (Table papillon)
6. Interventions à l’intérieur de l’ossature (Table 2)
7. Fermeture 2ème côté de l’ossature (Table 3)
8. Magasin – Opérations connexes
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE81
1. Usinage des bois
Matériaux
N Bois massif
N Bois lamellé-collé
N Poutres en I
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE82
1. Usinage des bois
Outils
N Machine à commandes numériques
N Tête 1 : scie circulaire (Ø 550mm)
N Tête 2 : porte-outils
• Forêts (Ø 6 à 12mm)
• Fraises (Ø 16 à 25mm)
• Raboteuse
• Traceur et imprimeur à jet d’encre
Limites
Agrégat 1 avec raboteuse Agrégat 2 avec fraise horizontale
Epaisseur [mm] Largeur [mm] Longueur [mm]
Maximum 190 420 13000
Minimum 20 50 1200
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE83
2. Pré-découpage des panneaux
Matériaux
N Panneaux
• OSB (droit ou rainuré langueté)
• Multiplex
• MDF
• Fibre de bois
N Plâtre
• Plaques standard, RF ou résistante à l’eau
• Plaques renforcées
• Plaques fibro-plâtre
• Plaques fibro-ciment
Outils
N Scies adaptées et différentes suivant l’utilisation
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE84
3. Assemblages des structures
Matériaux
N Structure à base de bois (usinage)
N Vis, clous, agrafes
Outils
N Travail manuel
N Visseuses,
N Cloueurs et agrafeurs pneumatiques
Limites
PHOTO TABLE 0
Epaisseur [mm] Largeur [mm] Longueur [mm]
Maximum 450 3200 13000
Minimum (Cfr. Longueur clous) / /
Contraintes également induites
par le transport
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE85
4. Fermeture 1er côté (Table 1)
Matériaux
N Structure bois assemblée
N Panneaux et plâtres
N Membranes étanchéités (air/eau)
• Pare-vapeur (suivant cdc)
• Pare-pluie (suivant cdc)
Outils
N Pont multifonction à commandes numériques
N Tête 1 : agrafeur pneumatique (30 à 50mm)
N Tête 2 : cloueur pneumatique (jusque 100mm)
N Tête 3 : porte-outils
• Forêts (Ø 6 à 12mm)
• Fraises (Ø 16 à 25mm)
• Scie (Ø 200mm)
• Traceur à jet d’encre
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE86
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE87
5. Retournement (Table papillon)
Opérations
N Après les opérations de la table 1
• Finalisation assemblage structure
• Pose, fixations et découpes panneaux
• Pose et fixations des membranes
Fermeture du côté 1 de l’ossature
N Retournement
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE88
6. Interventions intérieur ossature (Table 2)
Matériaux
N Isolants à fibres naturelles
• Cellulose (en matelas ou insufflée)
• Laine de verre
• Laine de roche
Opérations
N Interventions intérieur ossature
N Pose isolant
N Pose pare-vapeur
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE89
7. Fermeture 2ème côté (Table 3)
Opérations
N Après les opérations de la table 2
• Pose, fixations et découpes panneaux
• Pose et fixations des membranes
Fermeture du côté 2 de l’ossature
Outils
N Pont multifonction
N Lève-panneaux
N Préparation techniques-spéciales
N Préparation colisage
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE90
8. Magasin - Opérations connexes
StockagePré-équipement techniques
spéciales
Préparation transport
(protections)
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
LIGNE ET MÉTHODE91
Pose des menuiseries
extérieuresFinitions intérieures Bardage extérieur
8. Magasin - Opérations connexes
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TABLE DES MATIÈRES92
CHOIX DU PRÉFABRIQUÉ BOIS
ÉTUDE
PRODUCTION
CHANTIER
VISIONS ET PERSPECTIVES
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
ORGANISATION ET PRÉPARATION93
Transport
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
ORGANISATION ET PRÉPARATION94
Transport
N Limite en taille des charrois : AR du 02/06/2010
Source : bruxellesmobilite.irisnet.be
Normal Transport exceptionnel
Cat.1 Cat.2 Cat.3 Cat.4
Longueur [m] 16,5 27 30 35 > 35
Largeur [m] 2,55 3,5 4,25 5 > 5
Hauteur [m] 4 4 4,5 4,8 > 4,8
Masse (si 5 essieux)
[tonnes] 44 44 90 120 > 120
Durée validité
autorisation 5 ans 1 an 4 mois 2 mois
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
MONTAGE95
Pose
N Grues
• Télescopique
• Tour
Source : Havart
Source : Havart
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
ORGANISATION ET PRÉPARATION96
Monteurs
N Monteur – charpentier
• Orienté résultats
Anticipe les problèmes sur chantier
Est autonome et réactif
Est légèrement plus cher
N Monteur – poseur
• Orienté tâches
Demande un encadrement plus soutenu
Avance plus rapidement
Source : Modul-Bois
Source : Ecop-habitat
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
ORGANISATION ET PRÉPARATION97
Transport
N Attention aux nuisances du charrois
• Bruit
• Volumes
• Adaptation des routes et installations existantes
N Afin de réduire les nuisances
• Réduire la taille des véhicules nécessaires
• Optimiser le temps de chantier (stock sur place)
• Canaliser les flux sur un créneaux Source : Issuu
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
ORGANISATION ET PRÉPARATION98
Chantier de démontage
N A anticiper lors de la conception
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TABLE DES MATIÈRES99
CHOIX DU PRÉFABRIQUÉ BOIS
ÉTUDE
PRODUCTION
CHANTIER
VISIONS ET PERSPECTIVES
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME100
Contexte
N Volonté d’anticiper les évolutions futures
Source : Observatoire des bureaux 24/2009
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME101
Contexte
N Volonté d’anticiper les évolutions futures
Anticipation des usages du bâtiment
><
Optimisation du projet initial
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME102
Changement de vision
Conception orientée
“ Projet initial ”
Conception orientée
“ Utilisation ”
ArchitectureAdaptée aux souhaits du moment
Effet “Waouw” recherchéAdapté à différentes configurations
Composition de
parois
Traditionnelle
Garantie sur 10 ans
Réflexion modulaire
Pérénité LT
EnergétiqueFocus performance parois
Limiter les PT
Focus PT
Optimiser performances parois
Techniques spéciales Dimensionné pour un cas d’étude Réfléchi pour pouvoir s’adapter
Source : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME103
Changement de vision
Conception orientée
“ Projet initial ”
Conception orientée
“ Utilisation ”
Mode constructif Optimisation de la taille des élémentsModulation de l’espace
“Poteau-Poutre”
Environnemental Réflexion matériaux Réflexion réutilisation
CoûtsOptimisation des frais de construction
TRI
Prise en compte des coûts
d’utilisation
‘Business plan’ sur le LT
Multipropriété La co-propriété = propriétaire Propriété volumique individuelle
Source : Atelier de l’Avenir
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME104
Changement de vision
N Aspect Industrialisation
(industrialisés)
Source : Dhomino
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME105
Changement de vision
N Aspect évolutif
Source : ARUP
Source : Le Corbusier
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME106
Changement de vision
N Aspect environnemental
Source : UCL - Projet CIMEDE 2
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME107
Changement de vision
N Aspect environnemental
• Base de donnée produits
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME108
Changement de vision
N Aspect environnemental
• Méthode MMG à l’échelle du bâtiment
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME109
Changement de vision
N Aspect environnemental
• Economie circulaire
Donner priorité au modulaire
Source : Scoop
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME110
Changement de vision
N Aspect coût
Source : EMI
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME111
Changement de vision
N Industrialisation
N Evolutivité
N Durabilité
N Economie
PROJET DE RECHERCHE :
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME112
Projet CIMEDE 2
N Pourquoi
• Volonté de pousser plus loin l’évolutivité dans les bâtiments CIMEDE
N Objectifs
• Un objectif produit : Repousser les limites de l’évolutivité, en optimisant l’ACV
• Un objectif production : Augmenter la part de travail réalisé en atelier
• Un objectif marché : S’inscrire dans un contexte international
• Un objectif informatique : Création d’une suite logicielle – conception,
optimisation et production
N Résultat
• Système constructif complètement modulable en développement 2019
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CHOIX ETUDE PRODUCTION CHANTIER PERSPECTIVES
VISION À LONG TERME113
Projet CIMEDE
N A retenir…
• 1ers validations/prototypages convaincants et prometteurs
• Mode constructif adapté/adaptable aux spécificités architecturales et
différents secteurs
• Changement radical de la vision du bâtiment
FORMATION BÂTIMENT DURABLE : CONSTRUCTION BOIS À BRUXELLES – AUTOMNE 2017
CE QU’IL FAUT RETENIR DE L’EXPOSÉ114
N La préfabrication bois est en plein développement
N Les spécificités dont il faut tenir compte :
• Insister sur la coordination entre les parties pour gestion des flux
• Minimiser le temps d’intervention >< maximiser la préparation
• Anticiper les évolutions du bâtiment
N Les perspectives d’Avenir :
• Anticiper les usages
• Changement de paradigme
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OUTILS115
Sites internet
N Houtinfobois
http://www.houtinfobois.be
Bibliothèques, guide des essences,…
N Rothoblaas
http://www.rothoblaas.com/technical-details
Guide pour « Bâtiments en bois » : beaucoup d’idées de mise en œuvre,d’utilisations de produits,…
N Steico
http://www.steico.com
Plus de 100 détails ossature bois, plutôt orientés poutres en I et produitsSteico (Poutres I, isolants, panneaux, lamibois) facilement extrapolables
Ouvrages
N CSTC Contact 2013/1
Edition spéciale sur le construction bois
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CONTACT
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
?
116
Gaëtan DUYCKAERTS & Renaud DACHOUFFE
Responsable gestion & ingénieur RnD
Atelier de l’Avenir scrlfs
+ 32 4 247 89 89