Une nouvelle ère de la construction durable s'ouvre grâce aux possibilités du bois
Scanie, Suède
Andreas Lebisch, architecte et business developer en construction durable, nous présente l'incroyable potentiel du bois dans ce domaine et explique comment sa maison de campagne, Villa Skäret (ou Kvartshus, qui signifie « maison en forme de cristal de roche »), présentée à l'émission de télévision Grand Designs Sverige, est née de ses idéaux en matière de développement durable.
Photographie de la Kvartshus dans un environnement printanier verdoyant.
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La carrière d'Andreas repose sur sa passion pour le design et sa volonté de contribuer à la durabilité. Il est convaincu qu'en matière de construction, il est important de remettre en question les conventions, notamment au regard des défis sociaux et environnementaux qui nous concernent tous. Nous avons discuté avec lui de l'influence de son parcours sur la conception et la construction de sa résidence secondaire.
Andreas constate qu'un processus de construction classique génère beaucoup de déchets, à commencer par les matériaux, et qu'il peut être difficile de remettre en question les conventions. Le choix des procédés et matériaux pour les projets de construction n'a pas évolué depuis longtemps et explique en grande partie pourquoi le secteur de la construction est responsable de 39 % de la totalité des émissions de carbone.
« Être responsable de l'aspect financier d'un projet, c'est utiliser les ressources à bon escient. Chaque élément du bâtiment compte, et il est important de trouver des solutions durables qui produisent le moins d'émissions possible. »
— Andreas Lebisch
En tant que promoteur du développement durable, Andreas défend une approche à grande échelle de la durabilité qui soit rentable pour les clients de son entreprise. Viser l'optimisation, plutôt que la perfection, peut accélérer la généralisation des pratiques durables.
« Sur certains projets, j'ai un pied dans le passé et l'autre dans le futur : de nouvelles techniques peuvent être combinées à d'anciens savoir-faire pour avoir un impact positif sur l'avenir de notre planète. »
— Andreas Lebisch
Andreas et son entreprise procèdent à une étude d'impact de tous leurs bâtiments avant et après la construction. Le gouvernement suédois encourage la construction de bâtiments haute performance, ce qui permet d'inciter plus facilement les clients à adopter de nouvelles méthodes de construction durable.
Utilisation du bois pour un avenir durable
Le bois est un excellent matériau de construction en termes d'émissions de carbone, surtout en comparaison de l'acier ou du béton. Lorsqu'on adopte une approche axée sur la durabilité, on doit prendre en compte le cycle de vie complet des matériaux d'un bâtiment et privilégier ceux qui offrent de hautes performances après leur mise en service. De plus, leur production doit également être durable.
Le bois est une ressource renouvelable qui pousse naturellement, en particulier dans des écosystèmes tels que les forêts suédoises. Pour leur part, l'acier et le béton génèrent beaucoup de carbone et, une fois la construction terminée, ils ne font rien pour compenser les émissions de carbone dans leur environnement. En revanche, le bois est négatif en carbone car il absorbe et stocke le carbone émis à proximité.
Le CLT (bois lamellé croisé) est un matériau qui permet une grande flexibilité. Il peut être découpé à l'atelier selon des formes préfabriquées, puis assemblé rapidement sur place. Tirer parti de la préfabrication dans la construction peut réduire considérablement les déchets et éviter les dérives en termes de temps ou de budget.
Le bois permet également de créer des espaces où il fait bon vivre. Parce qu'il est poreux, le bois change en fonction de l'humidité de son environnement et capte l'excès de carbone dans l'air, ce qui en fait un purificateur d'air naturel. Il offre une excellente qualité isolante et retient la chaleur à l'intérieur en hiver.
Quand durabilité rime avec beauté naturelle : la Kvartshus, présentée dans l'émission Grand Designs Sverige
C'est fort de son expérience en matière de conception et de durabilité qu'Andreas a entrepris la conception et la construction de sa résidence secondaire familiale, la Kvartshus. La maison a été présentée dans un épisode de Grand Designs Sverige, une émission télévisée sur l'architecture et le design qui a suivi pendant deux ans les étapes de ce projet.
Conception de la Kvartshus
Comme pour tout projet architectural, Andreas a commencé à concevoir la Kvartshus en étudiant le contexte environnant. Sa famille a construit une plate-forme en bois et a campé sur le terrain nu pendant deux étés pour se faire une idée de l'endroit et observer ses variations au quotidien, celles de l'environnement jouxtant la parcelle et la croissance naturelle des plantes. Grâce à cette observation immersive, elle a trouvé le site idéal pour la maison : au point le plus élevé du terrain, nichée au milieu des arbres et des formations rocheuses.
Andreas a été inspiré par le paysage local et les falaises spectaculaires qui longent la côte voisine. Il voulait créer une maison qui ressemble à une formation naturelle, s'élevant du sol comme les rochers et les arbres qui bordent le terrain. Il a donc décidé de s'inspirer des cristaux aux formes aléatoires mais géométriques pour dessiner les contours de sa maison.
« Nous, les humains, nous aimons la symétrie et l'organisation, et nous nous arrêtons généralement à cela lors de la conception. Or, l'emplacement d'un lieu ou ses alentours devraient jouer un rôle plus important dans la structure du bâtiment. C'est pourquoi nous tirons notre inspiration des formations naturelles. Un arbre n'a pas exactement les mêmes branches de part et d'autre. Sa croissance est probablement légèrement différente en fonction du vent et des conditions météorologiques. De même, la forme de la maison semble naturelle si elle se fond dans l'environnement. »
— Andreas Lebisch
Pour maintenir cette sensation de calme et de symétrie dans une conception à grande échelle, l'architecte a voulu travailler avec un minimum de matériaux : le bois et le verre. La maison est entièrement construite en épicéa suédois, à l'intérieur comme à l'extérieur. L'épicéa pousse très bien dans de nombreuses régions de Suède et constitue un produit d'exportation majeur pour la construction et la fabrication de papier.
Andreas a tenté de limiter le nombre d'ouvertures de petite taille dans le volume de la maison : les plans sont soit très fermés, soit très ouverts pour que la forme extérieure reste aussi pure que possible. Un autre objectif visant à créer une esthétique sobre et minimaliste consistait à masquer autant que possible les détails fonctionnels, sachant que moins les détails sont visibles, plus la construction peut s'avérer difficile. Par exemple, tous les éléments recevant l'eau du toit (gouttière, descentes d'eau de pluie et canalisations), sont cachés à l'intérieur de la structure afin de conserver un aspect épuré et aussi simple que possible.
La femme d'Andreas, Anna, est architecte paysagiste. Elle a aidé Andreas à intégrer la maison dans son espace naturel extérieur, suivant leur désir d'altérer l'environnement au minimum. Elle a également suggéré des formes douces pour l'espace l'extérieur, afin de favoriser l'harmonie entre les terrasses qui s'étendent depuis la maison et le paysage alentour. Andreas et Anna ont utilisé SketchUp pour présenter leurs idées l'un à l'autre.
Photographies de la Kvartshus montrant la connexion entre l'intérieur et l'extérieur.
Flux de travail de la conception à la construction avec du CLT et du bois
Pour s'assurer qu'il disposerait des bonnes informations à l'étape de la fabrication, Andreas a travaillé en parallèle avec des plans 2D et son modèle 3D créé dans SketchUp .
« On bénéficie de l'efficacité du plan tout en visualisant l'effet dans le modèle 3D, et inversement. Il s'agit donc d'une sorte de symbiose entre le plan et le modèle. »
— Andreas Lebisch
Andreas a utilisé SketchUp pour modéliser les détails de la construction.
Après avoir modélisé sa conception finale, il l'a envoyée à un ingénieur structures pour analyse et documentation 2D. Dès leurs premiers échanges, Andreas et l'ingénieur ont jugé que l'ensemble de l'enveloppe pouvait être construit en CLT épais afin que la structure puisse tenir sans poutres ni piliers. L'enveloppe en CLT, de 25 centimètres d'épaisseur, sert également d'isolant, si bien qu'Andreas n'a pratiquement rien eu à ajouter entre l'enveloppe extérieure et le revêtement intérieur.
« Comme le bois isole suffisamment, la maison est pratiquement aussi solide qu'une cabane en rondins : la vieille école rejoint la technologie CLT. »
— Andreas Lebisch
Dès les premières étapes du processus de conception, Andreas savait qu'il allait utiliser le CLT et le bois comme matériaux de construction. Durable et facile à façonner et à manipuler, le bois lui donne toute liberté dans sa conception d'inspiration organique. Pour une structure simple de forme plus complexe qu'il n'y paraît, il a apprécié le fait que le CLT puisse être préfabriqué au bon angle et au millimètre près.
Modèle SketchUp montrant les détails de la charpente extérieure.
« SketchUp permet de créer des formes tridimensionnelles utiles pour découper avec précision les éléments nécessaires à partir du modèle. Le processus est simple et extrêmement efficace. »
— Andreas Lebisch
Pour Andreas, le modèle 3D a représenté un rouage essentiel de son flux de fabrication. Étant donné que la forme de la maison présentait bon nombre de côtés et d'angles, la création de coupes à plat de l'ensemble du bâtiment aurait pris énormément de temps. Il y avait tellement de pièces similaires, à quelques degrés près, qu'il aurait été presque impossible d'obtenir la précision requise pour construire la totalité de la maison.
Andreas a découvert que le moyen le plus simple de communiquer avec les membres de l'équipe de fabrication était de leur envoyer des fichiers 3D compatibles avec leur machine CNC. Les fabricants lui ont ensuite renvoyé des dessins 2D pour s'assurer qu'ils étaient corrects. Andreas les a alors comparés aux mesures figurant dans son modèle. Une fois les mesures confirmées, l'équipe a utilisé la machine CNC pour découper chaque panneau CLT, le poncer et le préparer pour la construction.
Photographies montrant la construction en cours de la Kvartshus. Faites défiler les images pour visualiser l'assemblage de la maison.
L'équipe de fabrication a découpé environ 110 éléments distincts pour l'enveloppe en CLT de la structure, qu'elle a ensuite emballés et livrés sur le chantier. Pendant ce temps, Andreas a élaboré la séquence de construction avec l'ingénieur structures, en s'appuyant sur son modèle 3D pour anticiper le déroulement. Il a fallu environ cinq jours à l'équipe de construction pour assembler ce puzzle géant en bois, selon la séquence définie.
Une fois l'enveloppe assemblée, l'essentiel de la construction était terminé. La famille a choisi un intérieur entièrement en bois afin de respecter le design minimaliste et la philosophie durable de la maison. Des panneaux de CLT plus fins pour l'intérieur ont été fabriqués par une autre entreprise, selon le même procédé que l'enveloppe extérieure. L'équipe de construction a légèrement poncé le bois intérieur et lui a appliqué une fine couche de traitement pigmenté blanc pour éviter le jaunissement dû aux rayons du soleil.
Les intérieurs sont également intégralement en bois. Cliquez pour voir différentes vues de l'intérieur terminé.
Andreas et sa famille ont décidé de ne pas traiter le revêtement extérieur en bois pour qu'il reste naturel. Ils admirent la couleur du bois non traité et la façon dont elle évolue naturellement tout comme le paysage environnant.
« Au début, le bois était blanc ; il avait cette couleur incroyablement claire, comme du pain fraîchement coupé. Au fil du temps, l'extérieur prend une couleur grise à mesure que la météo change. Quand le bois est mouillé, il devient presque noir. »
— Andreas Lebisch
Après quelques années, cette construction bois moderne pourrait encore changer d'aspect extérieur, mais sa stabilité et son confort sont d'ores et déjà éprouvés.
La maison achevée est perchée sur le point le plus élevé de la parcelle familiale.
Andreas, Anna et leur famille peuvent profiter de leur maison en bois en toute saison grâce aux excellentes qualités structurales et isolantes de l'enveloppe en CLT. Mieux encore, ils possèdent une maison durable qui résistera à l'épreuve du temps.
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À propos d'Andreas Lebisch
Andreas est un architecte spécialisé dans l'architecture bois, le design urbain et le développement durable. Il travaille actuellement en tant que business developer en construction durable chez ÅWL Arkitekter, un cabinet d'architecture suédois. Sa mission consiste à aider son cabinet et les architectes du monde entier à aborder leurs projets dans une optique de durabilité.
« En tant qu'architectes, nous avons une bonne vision du projet. Grâce à notre connaissance de toutes les parties du bâtiment, nous pouvons coordonner les divers corps de métier, recueillir des informations et trouver des idées innovantes. C'est ensemble que nous devons aller de l'avant et relever les défis contemporains. »
— Andreas Lebisch
Vous pouvez suivre sur Instagram le parcours de sa famille et l'histoire de la Kvartshus.