École européenne - Frankfurt am Main

Construction modulaire en bois optimisée avec BauBuche

Les architectes Berganski et Krawczyk ont démontré, avec l’extension d’une école de Francfort, que les constructions modulaires sont bien plus que de simples « cabanes écologiques » pragmatiques. Réalisée selon une méthode de construction modulaire en bois, cette extension se distingue par son haut degré de préfabrication et ses délais de construction courts, par son faible niveau de bruit et de poussière, ainsi que par le respect rigoureux des contraintes spatiales. Grâce à ses modules dépourvus de parois latérales, l’aménagement du plan d’étage a pu être conçu de manière flexible. Les poutres de linteau, les poteaux et les murs en bois lamellé-collé apparents, associés au vitrage allant du sol au plafond sur les façades, créent un environnement convivial et lumineux dans les salles de classe. L’utilisation de BauBuche pour les poutres porteuses a permis de réaliser des économies non seulement en termes de matériaux, mais aussi de hauteur et, par conséquent, de coûts de construction par rapport au bois lamellé-collé traditionnel. Combinée au bilan positif en matière de CO2 des modules en bois, l’École européenne est considérée comme un prototype exemplaire des méthodes de construction systémiques. Et le concept va plus loin : en 2015, l’extension de l’École européenne a reçu le prix de la construction en bois de la Hesse et les architectes travaillent déjà sur un projet suivant – bien sûr, en construction modulaire en bois.

L’École européenne a reçu une distinction dans le cadre du Prix allemand de la construction en bois 2017. 

Description complète
du projet
Design et conception modulaire

Le bâtiment provisoire de l’École européenne a été assemblé à partir de modules de différentes tailles. D’une largeur de 3 mètres, ces modules sont optimisés pour offrir des dimensions idéales pour le transport et peuvent être combinés pour former des salles de classe d’environ 80 m² ou des sanitaires et locaux annexes plus petits. La structure de base est constituée de bois lamellé-collé d’épicéa et est entourée d’un ossature BauBuche (poutres et poteaux). Grâce à la grande capacité portante des poutres, d’une hauteur de seulement 560 mm, il a même été possible de couvrir des portées allant jusqu’à 9 mètres sans poteaux intermédiaires. Grâce à l’aspect particulier du BauBuche, il n’a pas été nécessaire de dissimuler les poutres par des aménagements esthétiques ; celles-ci restent donc apparentes.

Potentiel d’économies grâce à BauBuche

L’utilisation du BauBuche a permis non seulement d’économiser des matériaux, mais aussi de réduire la hauteur de la construction, les coûts et les moyens d’assemblage.

Matériau

Pour l’ingénieur en structure Konrad Merz, ce sont surtout les vibrations des éléments de construction qui ont été déterminantes pour le dimensionnement des poutres. Afin de garantir la rigidité nécessaire, les poutres en bois lamellé-collé de conifères auraient dû être nettement plus grandes que les BauBuche :

Hauteur (pour une largeur identique = 220 mm)
BauBuche 560 mm
Bois lamellé-collé de résineux 640 mm

Outre la quantité de bois, les économies suivantes ont également pu être réalisées :

  • Hauteur de transport (gain de hauteur sous plafond grâce à un matériau très résistant)
  • Grâce à la hauteur réduite des poutres « BauBuche », l’enveloppe du bâtiment a pu être construite 24 cm plus bas
  • Grâce à la hauteur de construction réduite, une économie totale de 25 000 € a pu être réalisée sur les coûts de façade.
  • Moyens de fixation : les poutres BauBuche ont pu être posées directement sur les poteaux de façade ; avec des bois résineux plus tendres, de telles fixations n’auraient été possibles qu’à l’aide de tôles d’acier ou d’éléments similaires.

Bilan carbone de la construction en bois

Au total, environ 1 010 m³ de bois ont été utilisés pour l’extension de l’École européenne. Cette quantité de bois génère dans le bâtiment une concentration en CO₂ d’environ 1 000 tonnes, que les arbres ont absorbée de l’atmosphère au cours de leur croissance. Une construction minérale conventionnelle aurait non seulement nécessité deux fois plus de temps, mais aurait également entraîné un bilan carbone négatif en raison de la fabrication très énergivore des matériaux de construction : environ 1 000 tonnes de ce gaz à effet de serre auraient dû être émises pour la réalisation de ce projet. La différence est ici évidente : alors que dans une construction en bois, le CO₂ capté dans l’atmosphère est stocké dans le matériau, la fabrication de l’acier et du béton libère une grande quantité de ce gaz à effet de serre. Dans le cas de l’extension de l’école à Francfort, la différence entre la solution modulaire en bois et la construction massive conventionnelle s’élève à 2 000 tonnes de CO₂. À titre de comparaison, l’empreinte carbone moyenne d’un Allemand est d’environ 11 tonnes de CO₂ par an.

 

Témoignage des architectes

La construction de l’École européenne a été le premier grand projet de construction en bois des architectes Kerstin Berganski et Andreas Krawczyk.

La conception modulaire en 3D a été imposée par le maître d’ouvrage – pourquoi avez-vous opté pour des modules en bois ?

AK : Ce qui a finalement été déterminant pour nous, ce sont les possibilités qualitatives qu’offre la construction en bois. Nous voulions offrir aux utilisateurs, et surtout aux enfants, les meilleures qualités tactiles possibles dans les espaces intérieurs. De plus, nous souhaitions que la conception du bâtiment reste une expérience en soi. C’est pourquoi les surfaces en bois visibles et palpables dans les espaces intérieurs revêtaient pour nous une grande importance. Un autre projet, dans lequel la structure porteuse aurait dû être recouverte de manière permanente, n’entrait donc pas en ligne de compte.

Dans ce cas précis, la construction de l’école est temporaire, mais les modules présentent néanmoins une grande qualité de construction. Qu’est-ce qui s’opposerait donc encore à des solutions permanentes à base de modules ? Compte tenu notamment des besoins actuels en logements, cela pourrait bien être une solution abordable, non ?

AK : C’est une question vraiment fascinante qui nous intéresse beaucoup en ce moment. Nous y voyons un énorme potentiel ! Le principe du module spatial sans cloisons longitudinales, développé dans le cadre du projet « Europaschule », a permis une grande liberté dans la conception des plans d’étage, qui est bien sûr également applicable à la construction de logements. De plus, les réglementations en matière de construction tiennent désormais compte des structures en bois, par exemple dans les normes de sécurité incendie. Les avantages en termes de rapidité et de coûts sont évidents. Nous souhaitons développer un autre projet dans cette voie, non seulement pour des hébergements temporaires destinés aux réfugiés, mais aussi comme alternative abordable et de grande qualité dans le domaine de la construction de logements classiques. Nous venons d’ailleurs de mettre au point un modèle qui a fait l’objet d’une discussion approfondie dans le Frankfurter Rundschau. Cependant, les maîtres d’ouvrage ne semblent pas encore très ouverts à cette idée pour le moment.

Quelle a été votre expérience avec BauBuche ? Qu’est-ce qui vous a particulièrement convaincu ?

AK : Nos expériences ont toutes été très positives. Nous n’avions encore jamais utilisé le BauBuche auparavant et avons été séduits dès le départ par sa qualité esthétique. Sans la grande capacité portante du BauBuche, que les ingénieurs en statique de Merz Kley Partner ont su mettre à profit, ce type d’effet spatial n’aurait pas été possible.

Pouvez-vous imaginer d’autres projets avec BauBuche ? Si oui, lesquels ?

AK : Bien sûr, pourquoi pas ? Nous avons entre-temps utilisé le BauBuche comme revêtement de sol dans un petit projet immobilier. C’est une surface tout à fait nouvelle et vraiment agréable, à laquelle on ne s’attend pas spontanément sur un sol, mais qui y déploie une qualité vraiment unique. Nous devons attendre de voir ce que l’avenir nous réserve. Nous sommes ouverts à tout. Ce développement n’en est qu’à ses débuts, ce qui est très passionnant pour nous.

Témoignage de la ville de Francfort

Avec l’extension de l’École européenne, la ville de Francfort a dû répondre à diverses exigences. Le responsable de service et architecte du service de l’urbanisme de Francfort, Harald Heußer, directeur des travaux publics, est convaincu des avantages de la construction modulaire.

Monsieur Heußer, quels sont selon vous les principaux avantages ?

Les avantages résident avant tout dans la flexibilité de la conception et dans le délai de réalisation extrêmement court, de seulement 7 mois, soit près de la moitié du temps nécessaire à la construction de bâtiments en maçonnerie. La qualité architecturale de l’espace intérieur a toutefois été déterminante. Malgré leur modularité, les bâtiments ne donnent pas l’impression d’être des solutions provisoires, comme c’est souvent le cas avec les constructions temporaires. Le projet rencontre un vif succès tant auprès du personnel que des étudiants.

Dans quelle mesure la ville de Francfort a-t-elle tiré profit de ce mode de construction ?

Lorsqu’une école doit être rénovée, les élèves sont inévitablement contraints de déménager. Par le passé, cela a souvent donné lieu à de vives discussions avec les parents, qui ne souhaitent pas que leurs enfants suivent des cours dans des bâtiments préfabriqués pendant des années. Mais depuis que nous proposons des constructions modulaires en bois, ce n’est plus un problème. Les bâtiments modulaires en bois sont désormais reconnus comme des établissements scolaires à part entière. Les revêtements muraux haut de gamme en sapin blanc/panneaux 3S ou en panneaux OSB lasurés contribuent sans aucun doute à l’acceptation de ces constructions modulaires en bois.

À quels autres défis en matière d’urbanisme la construction modulaire en bois pourrait-elle apporter des solutions ?

Cette approche conceptuelle est particulièrement adaptée aux projets de construction visant à allier rapidité d’exécution, haute qualité et intérieurs esthétiquement attrayants. En d’autres termes : des bâtiments dans lesquels on serait heureux d’envoyer ses enfants pour une longue période, au cours d’une étape importante de leur vie. Les applications ne se limitent pas aux déménagements d’écoles : le concept de modules en bois constitue également une approche intéressante pour la construction de crèches et de vestiaires dans les complexes sportifs.

D’autres projets de ce type sont-ils déjà prévus ?

Nous sommes en train de développer un module en bois standardisé qui offrira la même flexibilité et la même compatibilité que les conteneurs en acier déjà commercialisés avec succès. Notre modèle standard sera produit par différents fournisseurs sur la base de nos spécifications géométriques et de physique du bâtiment. Le module « Francfort » pourra être assemblé à partir d’un module standard destiné à une salle de classe, d’un module de couloir ou d’un module sanitaire, etc. À partir de ces éléments, il sera possible de concevoir, selon les besoins, des écoles de petite ou grande taille, comptant entre un et trois étages. Ce type de construction est destiné à des bâtiments scolaires temporaires dont la durée d’utilisation est comprise entre 4 et 8 ans.Le bâtiment répond aux exigences du décret allemand sur les économies d’énergie (ENEV) et, entre autres, à tous les paramètres de l’isolation acoustique moderne dans le bâtiment. En raison de leur qualité architecturale exceptionnelle, ces constructions modulaires en bois ne sont pas considérées comme une « atteinte » au paysage urbain, mais comme un complément de grande qualité à l’environnement. À Francfort, une série de grands projets sont en cours de planification, dont certains dépasseront largement les dimensions de l’École européenne. À l’ouest de Francfort, un lycée comprenant 6 classes par niveau, un gymnase et un restaurant scolaire pouvant accueillir près de 2 000 élèves doit être réalisé selon une construction modulaire en bois. Dans le quartier de Riedberg, un bâtiment modulaire en bois temporaire est actuellement en cours de construction. Il servira d’« école de démarrage » pour les enfants de ce nouveau quartier de Francfort, pendant que l’école polyvalente prévue sera construite au même endroit. Au bout d’environ deux ans, l’école sera démontée et reconstruite sur un autre site. Il ne fait aucun doute que d’autres projets verront le jour dans un avenir proche.

Susanne Jacob-Freitag
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Contact
BauBuche Teams

Conseils destinés aux architectes, aux ingénieurs en génie civil, aux maîtres d’ouvrage et aux entreprises de construction en bois

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T: +49 (0)36926 945-560
baubuche@pollmeier.com

Lieu de construction
Frankfurt am Main

Maître d’ouvrage
Stadtschulamt Frankfurt/Main

gestion de projet
Hochbauamt Frankfurt/Main

Conception/Conception technique
Kaufmann Bausysteme, Reuthe (Österreich)

Architecture
NKBAK, Frankfurt am Main

Ingénieurs
Merz Kley Partner ZT GmbH, Dornbirn (Österreich)

Année de construction
2014-2015

Surface bâtie
1.250 m²

Surface brute de plancher
3.380 m²

Coûts de construction (Netto)
5,5 Mio €

Photos
Norman Radon / Thomas Mayer

Production BauBuche
Pollmeier Massivholz GmbH & Co.KG, D-99831 Amt Creuzburg,www.pollmeier.com

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