Quelles solutions innovantes pour les bâtiments multiétages en bois?

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Par Stéphanie ARMAND DECKER, Ingénieur / Docteur
Quelles solutions innovantes pour les bâtiments multiétages en bois?
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En France, comme à l’international, l’usage de systèmes constructifs bois dans les bâtiments de plus de 4
niveaux est encore rare. Néanmoins, on compte plus de 40 bâtiments en bois de plus de 5 niveaux
construits entre 2003 et 2015 à travers le monde.
Le plan Nouvelle France Industrielle (phase 2)
dans son volet « Villes Durables » a pour
objectif la qualité et la durabilité du secteur de
la construction, notamment en privilégiant les
matériaux biosourcés et se traduit par des
réalisations de bâtiments en bois de moyenne
puis de grande hauteur dans différentes
métropoles. Un projet de tour en bois de plus
de 15 étages à usage de logements est d'ores
et déjà engagé par Bordeaux-Euratlantique.
La conquête de la hauteur de la construction amène ainsi au développement de nouveaux systèmes
constructifs. Ils conduisent à une évolution de la filière bois, à une recherche de solutions innovantes et au
développement de la mixité des systèmes constructifs. Dans cette optique, Nobatek s’investit dans
plusieurs projets de recherche sur la construction bois multiétage, dont Bois5+, cité en exemple.
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La densification urbaine, le réchauffement climatique et l’épuisement des ressources poussent,
principalement depuis le sommet de Rio en 1992, à une prise de conscience des pays industrialisés qui
cherchent à réduire la consommation d'énergie et à utiliser des matières premières de substitution,
notamment renouvelables comme le bois. Le développement de bâtiments bois multiétages, alliant
efficacité énergétique et durabilité, représente dans ce cadre un défi majeur.
Le matériau bois possède de nombreux atouts permettant de répondre à ces enjeux. C’est un matériau
renouvelable et capable de séquestrer du dioxyde de carbone. Les produits en bois ont ainsi un impact
environnemental beaucoup plus favorable que des produits de fonction équivalente conçus avec un autre
matériau puisqu’ils réduisent les émissions de gaz à effet de serre dans la construction.

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C’est aussi un matériau léger qui permet la réalisation de fondations moins importantes, moins coûteuses
et sur des terrains moins exigeants. Cette légèreté et sa provenance d’une filière sèche confèrent aussi au
bois un potentiel de haut niveau de préfabrication améliorant ainsi l’efficacité organisationnelle des
différentes phases d’un projet, la qualité de l’ouvrage, la rapidité de mise en œuvre et les nuisances sur
chantiers. Les bâtiments bois multiétages apportent un élément de réponse original et parfaitement adapté
à une stratégie urbaine visant à diminuer l’impact environnemental de la ville tout en répondant aux
besoins de bâtiments d’une population qui ne cesse de se densifier. En France comme à l’étranger, la
densification urbaine pousse à la recherche de solutions durables permettant de répondre aux enjeux
économiques et environnementaux. La construction bois multiétage est alors une alternative pertinente.
De nombreuses réalisations, d’aujourd’hui et d’hier sont des preuves de la durabilité et de la faisabilité
technique des bâtiments bois multiétages.
Un patrimoine architectural issu d’une histoire
Le bois est un matériau de construction ancestral, il compose la structure de bâtiments historiques (Figure
1). Jusqu’à la fin du Moyen-Âge, les techniques du colombage à bois long puis à bois court ont largement
été utilisées (Figure 2). Bien que ces techniques constructives aient démontré leur faisabilité technique et
leur durabilité dans le temps, elles sont également caractérisées par un faible niveau de préfabrication. La
phase de montage peut être longue, ce qui ne permet pas à ces systèmes d’être concurrentiels. Ces
techniques constructives ne sont donc pas ou plus pertinentes dans le bâtiment multiétage pour des
raisons de technique constructive et d’économie.
TEMPLE HORYU-JI, JAPON
PAGODE A CINQ ETAGES DE 32,5M (VIIE SIECLE)
©Tomo Yun, www.yunphoto.net
STAVKIRKE DE HEDDAL, NORVEGE
ÉGLISE EN BOIS (XIIIE SIECLE)
©MICHA L. RIESER
Figure 1 : Bâtiments bois multiétages ancestraux

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CENTRE DE RENNES, FRANCE
COLOMBAGE A BOIS LONG
© SOKOLJAN
CENTRE D’OCHSENFURT, ALLEMAGNE
COLOMBAGE A BOIS COURT
© MATTHIEU RIEGLER, CC-BY
Figure 2 : Bâtiments multiétages à colombage à bois long et court
Des systèmes constructifs bois qui font leurs preuves
Aujourd’hui, les principaux systèmes de structure utilisés dans le bâtiment multiétage sont l’ossature bois
(Figure 3), le système poteaux-poutres (Figure 4) et le panneau de bois massif lamellé-croisé (Figure 5 et
6). Ces systèmes permettent un bon niveau d’industrialisation et une mise en œuvre rapide.
Bien qu’étant la technique constructive bois la plus répandue et certainement la moins coûteuse, l’ossature
bois n’est généralement utilisée que pour des bâtiments de quatre ou cinq niveaux maximum en raison de
ses limites techniques. Le développement du bois lamellé-collé (Glued Laminated Timber GLT) au début du
XXème siècle permet l’obtention de pièces de bois de fortes sections et est utilisé dans la technique de
construction en poteaux-poutres. Cette technique de construction permet de dégager de grands volumes
et de bénéficier d’ouvertures importantes. Les bâtiments ainsi obtenus sont souvent de grandes
dimensions et comportent plusieurs niveaux.
Développée au début des années 1990, l’utilisation de panneaux de bois massifs lamellé-croisé est la
technique constructive la plus récente. Elle détient la palme de la plus grande hauteur du bâtiment bois
moderne (Figure 6) et est probablement la plus utilisée dans ce domaine. Aussi appelés panneaux CLT
(Cross Laminated Timber), ils sont réalisés à partir de lamelles de bois massif assemblées entre elles par
collage. Ils sont capables de reprendre des charges importantes ce qui les rend appropriés pour le bâtiment
multiétage. Un autre avantage du CLT est la rapidité de construction des structures. Par exemple, la
structure de la tour de logements de neuf niveaux (R+8) Stadthaus, a été montée par une équipe de quatre
charpentiers en 27 jours (Poggi 2014).

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MARSELLE, ÉTAT DE WASHINGTON, 2009
OSSATURE BOIS (R+8 DONT SIX ETAGES BOIS)
© Woodworks, www.woodworks.org
MARCEAU, FRANCE, 2011
OSSATURE BOIS (R+5)
© Graam architecture
Figure 3 : Bâtiments multiétages à ossature bois
TAMEDIA, SUISSE
POTEAUX-POUTRES (R+5)
© Blumer-Lehmann AG
MAISON DE L’INDE, FRANCE, 2013
POTEAUX-POUTRES (R+7)
© Agence Lipsky – Rollet
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Figure 4 : Bâtiments multiétages en poteaux-poutres bois

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VIA CENNI, ITALIE, 2014
PANNEAU BOIS LAMELLE-CROISE (R+8)
© Rossiprodi Associati
JULES FERRY, FRANCE, 2014
PANNEAU BOIS LAMELLE-CROISE (R+7)
©Antoine Pagnoux ASP Architecture
Figure 5 : Immeubles bois en panneaux de bois lamellé-croisé (CLT)
STADHAUS, ANGLETERRE
PANNEAU BOIS LAMELLE-CROISE (R+9)
©klhuk.com
FORTE LIVING, AUSTRALIE
PANNEAU BOIS LAMELLE-CROISE (R+10)
©Emma Cross/ KLH
Figure 6 : Les plus grands immeubles bois en panneaux de bois lamellé-croisé (CLT)