Dialogue constructif entre les matériaux

Plancher bois-béton bas carbone : une réponse à la RE 2020

Pour Christophe Possémé, dirigeant du Bâtiment Associé, une entreprise de gros œuvre qui emploie 200 salariés à Muizon près de Reims (Marne), la mixité des matériaux est déjà une réalité depuis longtemps, puisque son entreprise est l’une des rares à maîtriser les deux savoir-faire du gros œuvre en béton et de la charpente bois. « Nous avons toujours raisonné en mixité de matériaux, et quand nous faisons la conception-réalisation d’un bâtiment, nous cherchons toujours à utiliser le bon matériau par rapport à la résistance mécanique, à la thermique, à l’acoustique, à la protection incendie, explique-t-il. Nous construisons rarement un bâtiment en 100 % béton, 100 % bois ou 100 % métal ; 80 % de nos constructions sont mixtes. » L’entrepreneur, par exemple, réalise beaucoup de planchers mixtes bois-béton en mettant en œuvre des solives bois et des caissons de plancher en bois sur lesquels on vient couler une dalle de compression en béton : une mixité qui permet de conjuguer l’inertie, la performance acoustique et la protection incendie avec le béton, et l’empreinte carbone avec le bois.

Aiguillonné par l’arrivée de la RE 2020, Le Bâtiment Associé franchit une étape de plus avec la mise en œuvre de ses premiers planchers bois-béton bas carbone. Ce procédé préfabriqué est à base de prédalles auxquelles le fournisseur a ajouté une couche supérieure à base de laine de bois. Sa mise en œuvre est identique à celle d’un plancher à prédalles classique, avec une étape intermédiaire qui consiste à poser des pains de laine de bois dans les rainures de la prédalle, avant de réaliser le ferraillage et de couler la dalle de compression. « Ce procédé est doublement intéressant en termes d’empreinte carbone, car il amène du carbone négatif grâce à la laine de bois, qui est biosourcée, et utilise du ciment bas carbone, commente Christophe Possémé. C’est un cas exemplaire de solution apportée par la mixité des matériaux. » En termes de mise en œuvre, on reste dans un système de pose traditionnelle, à la portée de toutes les entreprises de maçonnerie – donc sans problème sur le plan de l’assurabilité. Il peut être utilisé aussi bien dans les bâtiments en béton que dans ceux en bois, et intéresse beaucoup les maîtres d’ouvrage à la recherche de performance carbone.

Murs bois et béton de chanvre : une nouvelle filière

La construction est en quête de nouveaux procédés, plus vertueux pour l’environnement, où la mixité des matériaux a toute sa place. En témoigne la création d’une nouvelle unité de fabrication industrielle de murs en bois et béton de chanvre – le procédé Wall’up Préfa – à Aulnoy (Seine-et-Marne), proche du lieu de production de la coopérative agricole Planète chanvre, à l’initiative d’un ensemble de partenaires de la filière bois et chanvre d’Île-de-France, avec l’appui des pouvoirs publics. « Nous faisions déjà de la construction en murs à ossature bois avec un remplissage en béton de chanvre, mais ce dernier se faisait par projection sur le chantier, avec un temps de préparation et un temps de séchage assez longs, en étant soumis aux aléas climatiques », explique Julien Meha, dirigeant de l’entreprise de charpente bois éponyme implantée à Valenton (Val-de-Marne), partenaire de l’opération. « Avec Wall’up Préfa, se félicite-t-il, nous proposons désormais un produit fabriqué en usine réduisant les déchets de chantier, dont la qualité est parfaitement contrôlée, le temps de production maîtrisé et en quantité industrielle. » L’intérêt majeur de ce mode constructif est son aspect biosourcé, qui améliore l’empreinte carbone du bâtiment, mais pas seulement : le béton de chanvre est intéressant sur le plan thermique, avec une épaisseur suffisante de 30 cm, et peut-être surtout pour la protection incendie, grâce à un « PV feu » de 2 h 40, ce qui le rend beaucoup plus performant que les autres matériaux biosourcés, et donc d’autant plus attractif pour les bâtiments à plusieurs étages. D’autre part, il s’agit d’un matériau perspirant, qui laisse passer la vapeur d’eau, permettant de réguler l’hygrométrie du bâtiment, et qui apporte de la masse, un facteur d’inertie appréciable pour obtenir le confort d’été requis par la RE 2020.

Pour achever de convaincre les acteurs du marché, le procédé Wall’up Préfa fait actuellement l’objet d’essais afin de caractériser ses performances acoustiques, thermiques, et au regard de la réglementation sismique. « Grâce à l’élaboration des Règles professionnelles de mise en œuvre en 2012, révisées trois fois depuis cette date, le mur à ossature bois et béton de chanvre a fait son entrée dans la traditionalité et bénéficie d’un important retour d’expérience », ajoute le charpentier bois. Des acteurs importants de la promotion immobilière envisagent de le mettre en œuvre à grande échelle pour construire tout un éco-quartier, ce qui sera possible grâce à la nouvelle unité de production, prévue pour fabriquer jusqu’à 50 000 m² par an.

Une nécessaire concertation entre les entreprises

La mixité des matériaux semble dessiner une autre façon de construire, qui demande une nouvelle collaboration entre les entreprises. « On voit aujourd’hui beaucoup de bâtiments qui sont construits avec plusieurs matériaux, mais le problème est que les entreprises continuent à travailler en lots séparés », avance Christophe Bonhomme, dirigeant de l’entreprise de construction métallique éponyme qui emploie une centaine de salariés à Montélier (Drôme). « Plutôt que le maçon, le charpentier et le métallier travaillent chacun de son côté, poursuit-il, il serait beaucoup plus logique de créer un macrolot, et que tous les acteurs échangent en amont pour concevoir et construire le bâtiment le plus performant, notamment vis-à-vis de la RE 2020. » Tout en regrettant le choix de l’ACV dynamique pour le calcul de l’empreinte carbone, qui favorise des matériaux biosourcés, le constructeur métallique explique que la question n’est plus de vendre un bâtiment intégralement en métal, mais de répondre au besoin du maître d’ouvrage, en utilisant les matériaux à bon escient.

Pour illustrer son propos, Christophe Bonhomme prend l’exemple d’un gymnase construit en macrolot, où les qualités propres à chaque matériau sont exploitées. La couverture est réalisée en poutres treillis métalliques de grande portée, ce qui permet de reprendre les charges de la toiture en utilisant de fines épaisseurs, sans alourdir la structure grâce au rapport poids-résistance mécanique du métal. Le reste de la charpente est réalisé en bois, afin de réduire l’impact carbone du bâtiment et d’améliorer ses performances acoustiques. En troisième lieu, les voiles à base de prémurs en béton apportent à la construction une stabilité verticale, assurant le contreventement de l’ensemble, tout en apportant une protection incendie et de l’inertie pour le confort d’été. « Rechercher une performance bas carbone exige que les entreprises travaillent ensemble le plus tôt possible, en s’accordant notamment sur les tolérances, qui ne sont pas les mêmes selon les matériaux, et en anticipant toutes les interfaces, ce qui est indispensable pour une bonne qualité du bâti », résume l’entrepreneur. Cette exigence supplémentaire de précision devrait aussi favoriser l’essor de la préfabrication, notamment pour les ouvrages en béton.

Vers une nouvelle intelligence de la construction

Pour répondre aux nouveaux enjeux, chaque filière travaille actuellement sur ses points faibles. Favorisé par la prise en compte de l’empreinte carbone du bâtiment, mais longtemps limité par des lacunes sur la caractérisation de ses performances, le bois a mis les bouchées doubles et réalisé de nombreux essais, notamment sur la protection incendie, et révisé de nombreuses normes de mise en œuvre, qui lui ouvrent désormais de nouveaux horizons, notamment dans les bâtiments de grande hauteur. Le béton et le métal, pénalisés par les mêmes dispositions réglementaires, multiplient les initiatives en recherche et développement pour réduire l’écart de performance carbone avec le bois. La solution semble résider dans une nouvelle intelligence de la construction, qui permet de résoudre l’équation du bas carbone tout en respectant toutes les autres réglementations. « La mixité des matériaux est une voie très intéressante à explorer, conclut Vianney Fullhardt, mais elle exige du côté des entreprises des compétences en termes de bureau d’études, pour bien maîtriser la question des interfaces et des tolérances entre les matériaux, et des CCTP plus rigoureux de la part de la maîtrise d’œuvre. De fait, les entreprises de construction auront intérêt à sortir de leur pré carré et à s’intéresser aux autres matériaux et filières, pour pouvoir dialoguer efficacement entre elles. »