Du bois jusqu'aux nuages
Il y a quelques années, ils étaient encore une utopie. Entre-temps, ils sont devenus réalité dans de nombreux endroits : des gratte-ciel construits en bois. Le record est actuellement toujours détenu par la tour Mjos de Brumunddal, en Norvège, à 85 mètres. Mais des plans sont déjà en cours pour des bâtiments qui s'élèveront à 300 mètres ou plus dans le ciel. En Suisse, Urban Assets Zug AG s'attaque au premier immeuble de grande hauteur sur le site de son usine à Zoug, où toutes les structures de soutien seront également en bois.
Des milliers de tonnes de CO2 et des francs suisses économisés
Cependant, le projet Pi n'est pas seulement unique en raison de sa hauteur de 28 étages et de 80 mètres, ce qui n'a jamais été réalisé en bois dans notre pays. Les partenaires du projet, Duplex Architekten, WaltGalmarini Bauingenieure et Implenia, sont également des pionniers en matière de technologies de construction. Au total, ils permettent de réduire de 34 % le poids de la structure porteuse par rapport aux structures à ossature métallique. Même les tours hybrides en bois couramment utilisées jusqu'à présent, dans lesquelles un noyau de béton assume une grande partie des fonctions porteuses, sont 17 % plus lourdes. En conséquence, il y a moins de travail de fondation à faire. Et cela a un impact direct sur l'énergie grise générée lors de la construction. Le projet Pi permet d'économiser directement l'équivalent de 1700 tonnes de CO2. A cela s'ajoutent 3333 tonnes de CO2 qui restent stockées dans le bois comme matériau de construction.
Avec deux cadres en bois et une fondation minimale
Ces améliorations remarquables sont obtenues grâce à une structure porteuse composée d'une ossature intérieure et extérieure en bois ainsi que de dalles composites bois-béton spéciales. L'extérieur des deux cadres de support du système dit "Tube-in-Tube" forme le cadre des fenêtres et des éléments de façade et repose directement sur la paroi diaphragme qui ferme la fosse de fouille. Une fondation spéciale ne doit donc être construite que pour les masses que la charpente intérieure en bois supporte. "Dans une tour en béton armé conventionnelle de cette taille, environ 30 % de l'armature totale est utilisée dans les fondations, ce qui coûte un montant proportionnellement élevé", explique Tobias Hohermuth. Le responsable de la construction en bois d'Implenia souligne que dans le projet de tour, les avantages de la construction en bois s'additionnent pratiquement étage par étage.
Avantages des plafonds en bois et en béton combinés
Le système de plafond innovant développé par les ingénieurs civils de WaltGalmarini en collaboration avec le département de construction en bois d'Implenia et l'EPF dans le cadre d'un projet Innosuisse (voir l'interview de Wolfram Kübler) permet surtout de réaliser des économies de poids supplémentaires considérables. Il combine les avantages d'une dalle de béton plate - tels que la capacité portante biaxiale, la robustesse et la flexibilité dans l'installation des services de construction - avec le poids et les qualités visuelles du bois. La construction composite n'est pas seulement extrêmement légère. Elle est également plus fine que toutes les constructions précédentes. Cela signifie qu'un étage supplémentaire peut être aménagé dans la limite des 80 mètres de hauteur maximale fixée par la ville de Zoug. Cela signifie aussi de l'argent liquide pour le constructeur.
Maquette à deux étages pour des tests réalistes
Implenia et ses partenaires de projet innovent avec la tour en bois. Les technologies utilisées sont donc testées de manière intensive dans le cadre d'expériences. Le système de plafond a déjà été testé de manière approfondie en termes de stabilité et de comportement aux vibrations et au bruit dans le cadre du projet Innosuisse, dans lequel il a été développé indépendamment du projet Pi en collaboration avec l'EPF. Afin de maîtriser totalement l'application concrète du projet Pi, une maquette d'un coin de bâtiment sur deux étages est également en cours de réalisation. Les mesures sur le modèle 1:1 sont non seulement destinées à donner au propriétaire du bâtiment une sécurité, mais aussi à garantir que la logistique complexe ne soit pas ralentie par des complications imprévues.
Exiger la logistique comme une incitation particulière
Gérer la construction de Pi sera un défi particulier et M. Hohermuth s'en réjouit : "C'est pourquoi travailler chez Implenia construction en bois est particulièrement passionnant. Nous mettons en œuvre des projets extrêmement exigeants qui représentent la pointe technologique dans la construction de bâtiments". Par exemple, de nouvelles installations de production doivent être construites pour la fabrication des éléments de plafond, dans lesquelles les modules peuvent être bétonnés directement. La pré-production et l'assemblage doivent également être chronométrés avec précision. C'est là qu'intervient l'expertise d'Implenia en matière de numérisation et de BIM. Afin de réduire également les coûts de transport, Hohermuth étudie actuellement s'il serait intéressant d'installer une usine temporaire près de Zoug. Quoi qu'il en soit, le projet Pi fera entrer la construction suisse dans l'histoire et donnera également un nouvel élan à la construction de tours en bois dans le monde entier.
Crédits photos : gratte-ciel Pi, stand du concours, architecture : Duplex Architekten, Zurich / visualisation : Filippo Bolognese
