Dalles légères pour la construction en bois

En collaboration avec Duplex Architects et WaltGalmarini Engineers, Implenia construit à Zoug la première tour en bois de Suisse, dans le cadre du projet « Pi ». Afin de maintenir la charge statique globale à un niveau aussi faible que possible, sur 27 étages et une hauteur de 80 mètres, notre unité Construction en bois, en coopération avec les ingénieurs civils de WaltGalmarini, a mis au point une dalle plate en bois composite nécessitant seulement 90 millimètres de béton. 

Les projets innovants exigent des solutions innovantes. Ce qui était inimaginable il y a seulement vingt ans devient ainsi possible. Les immeubles de grande hauteur en bois font partie de cette catégorie. Adrian Ulrich, responsable d’équipe Construction en bois, explique : « Les nouvelles règles de sécurité incendie, entrées en vigueur en Suisse en 2015, ont fait faire un bond en avant à la construction en bois. » 

Innovation dans la construction en bois

Le « Projet Pi », une tour résidentielle de 80 mètres ne comptant pas moins de 27 étages, constitue donc un projet d’innovation absolue, qui intègre toute une série de nouveautés intéressantes. Notamment, cette tour mise entièrement sur le bois, même dans sa structure porteuse interne. À cet effet, nous érigeons une structure porteuse en bois calquée sur celle des constructions métalliques, répondant aux normes actuelles en matière de protection incendie.  

Nouveauté mondiale : dalle plate légère en bois composite

Un autre développement, pour lequel Implenia Construction en bois et WaltGalmarini ont déposé un brevet (en mars 2021), concerne la construction des dalles : afin de maintenir la charge statique globale à un niveau aussi faible que possible, notre unité Construction en bois, en coopération avec les ingénieurs civils de WaltGalmarini, a mis au point une dalle plate en bois composite nécessitant seulement 90 millimètres de béton. Cela nous a permis d’insérer un étage supplémentaire, tout en respectant la hauteur maximale spécifiée de 80 mètres.  

« Nous avons mis au point une dalle de 30 % plus légère que les dalles traditionnelles en béton-acier, tout en étant nettement plus mince. » 

Adrian Ulrich 

« Nous avons mis au point une dalle capable de supporter des transmissions de charges biaxiales et des portées allant jusqu’à 10 mètres », explique Adrian Ulrich. Les matériaux de la couche intermédiaire sont adaptés les uns aux autres. Ils sont constitués des couches suivantes, de bas en haut :  

  • Hêtre : 60 millimètres, visible  

  • Couche d’isolation : 170 millimètres 

  • Béton : 90 millimètres  

  • Total : 320 millimètres 

Les matériaux ont été testés à maintes reprises au cours des derniers mois. Adrian Ulrich : « Notre construction de dalle est non seulement 30 % plus légère que les dalles béton-acier classiques, tout en conservant la même capacité de charge, mais elle est aussi nettement plus mince en raison de l’absence de masses additionnelles normalement utilisées dans la construction en bois ou de couches de béton plus épaisses. Plus la portée est grande, plus le poids économisé est important. 

Moins de béton, plus d’espace de vie – une innovation produit offrant une réelle valeur ajoutée. Cette construction présente également des avantages au plan acoustique : la dalle à double coque atteint des indices d’affaiblissement acoustique comparables à ceux d’une dalle en béton massif. En effet, la masse nécessaire à l’isolation acoustique se trouve directement dans la dalle. Les matériaux sont incombustibles et, grâce à l’utilisation de matériaux recyclés pour la couche intermédiaire, la construction présente des caractéristiques particulièrement favorables en termes de durabilité.  

La couche d’isolation permet d’accueillir des installations telles que les gicleurs d’incendie. Autre avantage du système : la préfabrication élimine les temps de séchage et les étayages sur le chantier. La construction sur le site avance donc plus vite. 

L’efficacité pratique de la nouvelle dalle plate en bois composite a été testée de manière approfondie, à l’aide d’une maquette à l’échelle 1:1. Le haut degré de préfabrication de la construction en bois assure un temps de construction court. Quant aux livraisons en flux tendu, elles autorisent une logistique optimale des matériaux. Par ailleurs, des innovations telles que la nouvelle dalle garantissent désormais une utilisation de plus en plus fréquente du bois en tant que matériau de construction renouvelable, disponible régionalement et neutre en CO², notamment dans des projets de grande envergure. 

« PROJET PI »

Grâce au« Projet Pi », V-ZUG vise à édifier pour ses collaborateurs des logements abordables qui répondent également au désir d’habiter en milieu urbain, selon des formes de vie individuelles. Les différents types de logements ainsi que les espaces complémentaires polyvalents s’adaptent de manière flexible aux situations de vie évolutives. « La logique interne de la tour s’appuie sur l’idée du voisinage vertical », explique Anne Kaestle, associée de Duplex Architectes. « À cet effet, des séries de trois étages s’articulent autour d’un espace central ouvert. Cette piazza fait fonction de lieu d’arrivée et de distribution ainsi que de prélude vers les logements. Au total seront créés dix de ces voisinages, qui comprendront chacun environ 22 logements – où tout le monde se connaît. » Ils seront complétés par des espaces communautaires généreux, le rez-de-chaussée ouvert au public (avec un espace de co-working, un showroom et un bistrot) ainsi que par une maison en fond de cour dotée d’une garderie d’enfants. 

La structure associera les avantages du bois, matériau renouvelable, aux modes de construction éprouvées. La charpente en bois de hêtre évoquera les charpentes d’acier traditionnelles. « Les arbres montent au ciel, jusqu’à 84 mètres. La nature nous montre ainsi les performances du bois en tant que matériau. À travers le < Projekt Pi >, nous relevons ce défi », a déclaré Anita Eckardt, responsable de la Division Spécialités chez Implenia. Les dalles composites bois-béton, nouvellement développées, présenteront d’ailleurs la même épaisseur de construction que les dalles en béton classiques, mais seront considérablement allégées et leur production générera nettement moins d’émissions de gaz à effet de serre. 

La durabilité écologique devra également être garantie dans le cadre de l’exploitation ultérieure : grâce à des modules photovoltaïques insérés sur la façade, le bâtiment sera producteur d’énergie et couvrira de manière autonome une partie de sa consommation d’électricité. Il bénéficiera par ailleurs de sources d’énergie supplémentaires sous forme de chaleur et de froid renouvelables, puisées dans le sol et le lac de Zoug. 

Le Projet « Pi » associe architecture et technologies de construction innovantes au sein d’une solution globale cohérente pour un mode de vie durable et contemporain.  

Voici comment devrait se présenter la plus haute tour en bois de Suisse lorsqu’elle sera terminée. Toutes les visualisations ®Filippo Bolognese