Martin Hitz, présidente NNBS

«Événements annuels de la scène de la construction durable, nos congrès ont acquis une véritable notoriété», expliquait Frederike Pfromm, présidente d’eco-bau, dans son introduction. C’est probablement ce mélange entre théorie et pratique qui contribue à cette réussite. Il permet aux participants de repartir avec des impressions concrètes sur des objets innovants, et comble les vides qui pourraient donner naissance à des fantaisies futuristes. 
Martin Hitz, président du NNBS, a invité, dans son discours d’accueil, à réfléchir sur le fait qu’«innovant» ne doit pas obligatoirement signifier «durable» et n’est pas non plus nécessairement synonyme de haute technologie. L’événement doit montrer que l’on peut construire durablement même avec d’anciens concepts et matériaux, parfois un peu tombés dans l’oubli. 
Prof. Dr Detlef Günther, vice-président pour la recherche et les relations économiques à l’EPF de Zurich, a lancé un appel aux entreprises. Il a souligné l’importance de la collaboration entre l’économie et la recherche. Pour que cette dernière débouche sur quelque chose, elle a besoin de la pratique et de partenaires appropriés. Ce n’est que lorsque les innovations parviennent sur le marché qu’elles peuvent promouvoir le développement durable. 

Modes de construction innovants – comment construira-t-on en 2050?

Holger Wallbaum, professeur pour la Construction durable à la Chalmers University of Technology, Göteborg, Suède, a commencé en livrant quelques chiffres qui ont montré à quel point rendre le monde durable est une tâche complexe: au 20e siècle, la population a augmenté du facteur 3,7; l’utilisation de ressources naturelles du facteur 8, les émissions de gaz à effet de serre du facteur 15. Dans les années 2011-2013, la Chine a utilisé autant de béton dans le secteur de la construction que les États-Unis sur l’ensemble du 20e siècle. 
En ce qui concerne la situation en Suisse: il est probable que les objectifs de la stratégie énergétique 2050 ne pourront pas être atteints avec les stratégies d’assainissement actuelles. Un assainissement moyen fait baisser le besoin en énergie d’exploitation de seulement 30 pour cent environ – alors qu’il faudrait atteindre les 75 pour cent. Il faudrait par exemple cesser de considérer des bâtiments dans leur individualité pour envisager le quartier ou la zone dans sa globalité. De manière plus générale, la construction durable nécessite également une réflexion qui va bien au-delà du processus de construction effectif. Il faut donc trouver des réponses aux questions suivantes: pour qui construisons-nous? Que construisons-nous? De quoi avons-nous besoin? L’enjeu, ce sont les personnes, leur productivité sur le lieu de travail, leur santé et leur bien-être. Au regard de la complexité de la tâche, la numérisation continue sur toutes les phases de construction pourrait certes être précieuse. Mais dans la construction, elle est nettement plus difficile à mettre en œuvre que dans les autres branches, car la construction requiert une forte division du travail, est hautement complexe et très individualisée. 
Pour l’avenir de la construction, Wallbaum prévoit à peu près le scénario suivant: d’ici à 2020, les exigences en termes d’énergie continuent d’augmenter. Pour le parc existant, on préfère de plus en plus l’assainissement énergétique à la simple remise en état. Le béton est le matériau de construction dominant. En 2030, la préfabrication est établie sur le marché, les modes de construction hybrides sont arrivés dans la construction à plusieurs étages et l’énergie provient majoritairement de sources renouvelables. En 2040, le problème énergétique est résolu. On dispose de nouveaux concepts de mobilité sans pleine propriété, les espaces ruraux sont de nouveau plus attractifs. L’intelligence artificielle prend en charge certains processus, les mines urbaines se développent et la séparation des matériaux de construction est rentable. En 2050, ce sont majoritairement des robots qui effectuent les travaux de chantier. L’homme n’agit plus qu’à l’arrière-plan et s’étonne des modes de planification et de construction de 2020.

Le bois et les constructions hybrides repensé

Le pionnier de la construction en bois, Hermann Blumer de Creation Holz AG, a ensuite présenté des exemples réalisés qui se caractérisent par certaines innovations. Celles-ci comprennent par exemple les liaisons bois-bois totalement exemptes de métal ou des constructions très esthétiques rappelant les techniques d’assemblage du bois japonaises. Outre la construction en bois pure, le mode de construction hybride moderne fait aujourd’hui parler de lui, que ce soit sous forme de combinaison de bois et de béton ou de bois et d’acier. La construction la plus courante aujourd’hui est la construction bois-béton, dans laquelle le béton sert de renfort et de protection contre l’incendie. Les liaisons bois-acier remplissent le même objectif, mais permettent des portées plus importantes. Dans ce mode de construction, l’essentiel est que toutes les liaisons puissent à nouveau être défaites: tout ce qui est assemblé doit pouvoir être désassemblé. La construction en bois est aujourd’hui, selon Hermann Blumer, fortement mécanisée et numérisée. Il est important que les simulations soient incluses très tôt dans la planification. L’un des principaux avantages de la construction en bois résidera également, à l’avenir, dans sa rapidité. Ainsi, M. Blumer espère qu’il sera très bientôt possible d’ériger un immeuble d’habitation de 10 unités en 20 jours, du premier plan jusqu’au gros œuvre. En somme, à peine le temps de gestation du hamster chinois. 

Construction en béton innovante – des techniques nouvelles et depuis longtemps oubliée

Philippe Block, professeur à l’Institut de Technologie dans l’architecture de l’EPF Zurich, a montré qu’un énorme potentiel d’innovation réside encore dans le béton. Il tire bon nombre de ces inspirations d’anciennes techniques. Parmi elles, celles qui ont permis aux maîtres-bâtisseurs des cathédrales gothiques de construire des voûtes de 30 m à partir d’un matériau de seulement 10 cm d’épaisseur. Pour cela, il leur fallait d’une part absorber la force de gravité, mais aussi l’utiliser pour stabiliser la construction. D’autre part, les anciens maîtres savaient également comment rigidifier des matériaux fragiles en leur donnant une forme appropriée, souvent grâce à des traverses, de manière à ce qu’ils puissent porter des charges élevées. De tels concepts de construction sont repris dans son institut et remis au goût du jour à l’aide d’instruments de planification et de méthodes de fabrication actuels. On utilise également les possibilités offertes par les nouveaux matériaux et techniques d’armature. À la fin, on obtient ainsi des constructions qui, même du point de vue actuel, sont non seulement fines, mais peuvent également prendre une forme quasiment aussi complexe que souhaité.
 

Philippe Block, institut de technologie en architecture, ETH Zurich

Nouvelle dimension de la construction en terr

Martin Rauch de Lehm, Ton, Erde de Schlins (Vorarlberg) fait partie des pionniers de la construction en terre crue (en pisé). En citant notamment en exemple sa propre maison, Martin Rauch a montré qu’une construction en terre crue pouvait revêtir un aspect «moderne» et a pointé ses avantages. Il a construit le bâtiment avec des matériaux d’excavation. Ceux-ci ont simplement été tamisés, intégrés dans un coffrage, battus et séchés à l’air. Cela a exigé beaucoup de travail manuel et de temps, mais a permis d’économiser près de 40 pour cent d’énergie grise par rapport à une construction conventionnelle. Dans ce mode de construction, la terre crue présente l’avantage de ne nécessiter aucun traitement thermique et d’être uniquement séchée à l’air. L’avenir de la construction en pisé réside toutefois dans la préproduction et dans des combinaisons intelligentes de matériaux. De cette manière, comme pour la construction d’une structure en bois, les cavités pour les conduites et les canalisations pourraient être préfabriquées à l’échelle de l’élément. L’isolation peut également déjà être préfabriquée, par exemple sous forme de cavités remplies de verre cellulaire. Le battage de la terre pourrait à l’avenir être réalisé par des robots. Le facteur temps dans la construction en terre ne doit plus être un obstacle, avec une bonne planification. Toutefois, on manque encore de spécialistes qui savent comment construire en pisé. Bien entendu, on a également besoin de davantage d’entreprises qui s’intéressent au sujet et ont des connaissances sur ce matériau ancien. 

Pour aller plus loin – nouveaux modes de construction dans le quartier de Hunzike

Andreas Hofer, directeur Innovation et Recherche auprès de la fondation «Mehr als wohnen», Zurich, travaille depuis plus de 10 ans à la planification du grand ensemble immobilier du quartier de Hunziker avec le projet de construire un lotissement pilote avec le plus d’innovations possibles. Pendant le processus de planification, incluant de nombreuses parties prenantes, les discussions ont été vives autour des thèmes des nouveaux concepts, matériaux, systèmes de ponts hybrides, de la sécurité antisismique et de la technique du bâtiment. Pour finir, tous sont tombés d’accord sur la construction de la majorité des bâtiments sous forme de constructions massives traditionnelles isolées sur l’extérieur. En complément de cela, on a opté pour deux maisons en bois et un monolithe en briques Porotherm sans isolation supplémentaire. 13 maisons ont ainsi été érigées, dans lesquelles vivent 100 personnes. Au centre des décisions, la question suivante revenait sans cesse: de quoi avons-nous vraiment besoin, que pouvons-nous faire avec peu de matériaux? On a ainsi plutôt recherché des systèmes simples et robustes et moins de produits high-tech. La dimension optimisée des bâtiments a par exemple permis de réaliser des économies en termes d’installations techniques du bâtiment. Résultat: l’ensemble immobilier est certifié quartier à 2000 watts en termes d’exploitation et correspond aux exigences des standards énergétiques les plus élevés vis-à-vis des indicateurs énergétiques. «Lorsque l’on parle de durabilité, il ne s’agit pas seulement de matériel, c’est-à-dire de la construction elle-même. On a besoin de systèmes de gestion, de communication, de systèmes de rapport et de surveillance pour pouvoir évaluer pendant l’exploitation où se situe le potentiel d’amélioration restant» a résumé Andreas Hofer à propos de ses expériences.

Andreas Hofer, chef de l’innovation et la recherche, mehr als wohnen, Zurich

Le bilan suivant pourrait être tiré de toutes ces interventions: la construction innovante ne nécessite pas impérativement des solutions high-tech. De nombreuses approches intéressantes peuvent s’inspirer de l’art de nos ancêtres bâtisseurs. Leurs concepts, associés aux outils et matériaux actuels, permettent de développer des modes de construction innovants et durables. 

L’après-midi, trois ateliers parallèles se sont tenus sur le mode de construction hybride, la planification intégrale avec BIM et la construction à l’heure du changement climatique. Pour chaque atelier, une excursion a permis de visiter le quartier de Hunziker et le campus de l’EPF Zurich Hönggerberg, où les participants ont pu visiter l’ArchTecLab et la House of natural Resources. Les participants ont ainsi eu l’opportunité d’approfondir les débats sur la construction de demain. Le prochain congrès se tiendra le 28 mars 2019.