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Le bois comme j solution urbaine ? M é m o i r e d’A r c h i t e c t u r e Anaïs ISABEY sous la direction de Dominique GAUZIN-MÜLLER - 2012 Ecole Nationale Supérieure d’Architecture Strasbourg

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Le bois comme solution urbaine ?

Anaïs ISABEY

Restructuration, extension, surélévation : comment satisfaire l’émergence d’une demande tout en répondant aux questions environnementales d’aujourd’hui et de demain, la solution de la construction bois ?

Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Strasbourg

Sous la direction de Dominique GAUZIN-MÜLLER

Mémoire d’architecture – Juin 2012


Remerciements

Ce mémoire consacré à l’architecture en bois m’a permis d’avoir des partages enrichissants avec des intervenants, des maîtres d’œuvres et des maîtres d’ouvrages que je remercie pour leur collaboration. Je remercie tout particulièrement l’office romande Lignum ainsi que Anne Rolland de l’agence Tectoniques pour leurs précieuses informations. Merci également à tous ceux et celles qui ont contribué au bon déroulement de ce mémoire et en particulier : à Dominique Gauzin-Müller, professeur à l’ENSAS et rédactrice en chef du magasine EcologiK, pour m’avoir dirigée lors de l’élaboration de cet écrit et dont la connaissance de l’architecture éco-responsable et des problèmes environnementaux a été une source d’inspiration, à Laurent Reynes, architecte et professeur à l’ENSAS, qui m’a apporté aide, conseils et encouragements, à mes amis pour leurs encouragements et leurs nombreuses relectures, et tout particulièrement à Elise Magnin, à mes camarades pour leur soutien, à ma famille pour m’avoir soutenue activement.

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Sommaire Remerciements

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Introduction

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1. Techniques de construction de la filière sèche en bois :

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Ossatures : o Colombages o Bois long, Balloon-Frame o Bois court, Platform-Frame o Poteaux-poutres

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Bois massif : o Bois empilés : madriers, rondins o Panneaux Massifs o Parpaing de bois

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Avantages de la construction en bois : o Facilité, rapidité, propreté : des chantiers vus autrement grâce à la préfabrication en atelier o Performances thermiques élevées et optimisation des surfaces habitables o Le poids propre permet de limiter les surcharges et les contraintes sismiques o Souplesse et variétés d’utilisation : une richesse esthétique infinie o Réponse écologique et ressource durable

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2. Possibilités de densification de la ville : -

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Restructuration Agrandir… : o …verticalement : Surélévation o …horizontalement : Extension Insertion

3. Analyse détaillée d’exemples : -

Projet 1 : Résidence Atrium en Autriche, Herman Kaufman Projet 2 : 4 appartements en Angleterre, Kraus Schönberg Projet 3 : Maison K3 à Hörbranz en Autriche, Hein-Troy Projet 4 : Maison « camouflée » à Lyon, Tectoniques Projet 5 : Agence d’architecture à Lyon, Tectoniques

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Conclusion

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Bibliographie

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Introduction A notre connaissance, les premiers arbres et les premières forêts apparaissent il y a 380 millions d’années, contre 3 millions pour l’Homme. L’arbre et l’être humain coexistent donc depuis bien longtemps. Mais, l’Homme doit beaucoup plus à l’arbre que celui-ci ne doit à l’Homme. Ce dernier n’a réellement rien apporté à l’arbre, si ce n’est le feu, les cendres, les tronçonneuses... Alors que l’arbre a procuré et procure bon nombre de choses : habitat (canopée), ombre, chaleur, carton, pneus… Par conséquent, il est omniprésent dans notre vie. Les premières habitations construites entre 35 000 et 8 000 avant J-C étaient constituées de simples branches recouvertes de peaux, de toiles, ou de feuillages. Ces constructions sont une des premières vraies rencontres entre la forêt et l’Homme, une des premières approches de l’utilisation du bois en tant que matériau de construction.

Fig. 1 : Hutte pygmée en bois recouverte de feuillages (Kaka, Bangui, forêt équatoriale).

Fig. 2 : Le temple bouddhique Hôryuji, plus ancien ensemble architectural en bois existant au monde (Nara, région du Kansai, Japon) Le kondo et la pagode du temple sont réalisés par empilement du bois. La kondo (ou salle d’or) est le pavillon central du temple. La pagode à 5 étages mesure 32 mètres de haut. Détruits par la foudre en 670, les bâtiments furent immédiatement reconstruits à l’identique. L’ensemble du temple est devenu en 1993 le premier site japonais inscrit sur la liste du patrimoine mondiale de l’UNESCO.

L’usage du bois est lié à l’arbre depuis bien longtemps. Le tronc de celui-ci a servi comme élément porteur pour la fabrication de poteaux et de poutres. De plus, il a été empilé pour la réalisation de murs. A partir de 1833, les techniques de constructions évoluent avec l’industrie du sciage et des clous. Elles permettent alors de débiter, toujours à partir d’un tronc d’arbre, de nombreux composants en bois.

Au fil des époques, différentes techniques ont été appréhendées par l’homme. Elles ont permis la réalisation de multiples édifices, comme les simples cabanes, en passant par les maisons, ou encore les églises. De nombreuses églises en bois debout ont été construites au court du 12ème siècle en Norvège. Le bois était bien présent dans l’architecture urbaine.

Fig. 1 : sangonet.com consulté le 13/04/12

Fig. 2 : fr.academic.ru consulté le 12/04/12

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Fig. 3 et 4 : Eglise St Catherine (Honfleur en France) Classée monument historique en 1875, l’église Sainte-Catherine est une église catholique datant de la seconde moitié du XVe siècle.

Fig. 5 : Grand incendie de Londres Détail d’un tableau de 1666, par un artiste inconnu, représentant l’incendie tel qu’il devait apparaître dans la soirée du 4 septembre.

Mais, suite à de nombreux incendies, les populations ont perdu confiance en ce matériau et ont préféré construire en pierre. De plus, face à l’apparition de nouvelles techniques de construction innovantes (production du fer et d’alliages d’acier, béton précontraint…), le bois a réellement perdu sa popularité à partir du 19ème siècle pour laisser place à une nouvelle architecture plus contemporaine. Après la guerre, le souci de reloger a fait triompher le béton qui permettait de construire vite et pas cher.

Depuis quelques années, le matériau bois revient dans les discours des journalistes, chroniqueurs et politiques, les exemples de construction en bois illustrent les revues d’architecture. Alors que certains pensent qu’il s’agit d’un simple effet de mode, d’autres mettent l’accent sur les propriétés écologiques et les capacités d’innovation qu’offre le bois. En effet, l’éveil des consciences écologiques aurait permis de redécouvrir le bois après la crise pétrolière de 1970. En France, une des premières maisons construites entièrement en bois en 1973 est celle de Pierre Lajus à Mérignac. Fig. 6 et 7 : Maison Lajus Mérignac, 1973, architecte Pierre Lajus.

Fig. 3 : Sweetmemory.fr consulté le 12/04/12 Fig. 4 : Clichepassion.com consulté le 12/04/12 Fig. 5 : wikipedia.org consulté le 12/04/12 Fig. 6 et 7 : GAUZIN-MULLER, 25 maisons en bois, Le Moniteur, 2003, p. 9

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Il est vrai que son utilisation permet de lutter contre l’accroissement de l’effet de serre dû à l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère. En effet, le bois absorbe le CO2 : 1m2 de bois = 1tonne de CO2 stocké ! En outre, les constructions en bois font parties des filières sèches. Cela évite l’utilisation de quantité d’eau pour fabriquer le béton par exemple. Le principe de montage des éléments de construction à sec présente une grande efficacité environnementale afin de participer à la lutte contre le réchauffement climatique. Ce qui n’est pas négligeable lorsque l’on sait que la banquise perd 40% de son épaisseur en 40 ans1. L’eau devient un élément précieux qui se fera peut-être rare avant même le pétrole. C’est un élément très important à prendre en compte dans notre métier d’architecte et dans nos choix de construction. Notre impact sur la Terre est plus fort que ce qu’elle peut supporter : nous consommons trop, et nous sommes en train d’épuiser toutes ses ressources : 20% des hommes consomment plus de 80% des ressources de la planète2.

Fig. 8 : Affiche de l’exposition « La Terre et nous », expo-ressources 16/12/2008 – 30/08/2009, cité des sciences et de l’industrie.

Consommation des ressources naturelles, mais aussi consommation démesurée d’espace. L’étalement urbain dû à l’accroissement de la population et à l’urbanisation pose de réels problèmes, tant au niveau de la santé (déplacements automobiles plus nombreux et plus longs), qu’au niveau du mitage de l’espace, notamment des terres agricoles dont nous avons besoin pour nourrir les individus : 40% des terres cultivables sont dégradées3. Comment contrôler cet étalement de la ville sur la campagne ? Le maître mot serait « densification ».

« Une nouvelle maison construite entre deux maisons, après division de la parcelle de droite, créant un front de rue et préservant l'intimité des maisons voisines. Dans les quartiers bien situés des agglomérations, la somme de la valeur du terrain créé par division parcellaire et de la maison amputée de ce terrain est supérieure à la valeur de la maison initiale. L'opération permet à son propriétaire de mieux valoriser son patrimoine et d'en mobiliser tout ou partie afin de financer ses projets. Fig. 9 : Projet BIMBY. 1

NSIDC, Centre américain de données sur la neige et la glace, 2004 GEO4, PNUE (Programme des Nations Unies pour l’environnement) 2007 3 UNEP (United Nations Environement Programme), ISRIC Worl Soil Information, Home, 2009 Fig. 8 : http://archives.universcience.fr consulté le 12/04/12 Fig. 9 : bimby.fr consulté le 12/04/12 2

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Elle permet à la commune de créer un terrain à bâtir dans un quartier déjà desservi et équipé. Ce sont des dizaines de milliers de terrains à bâtir qui pourraient ainsi être libérés chaque année dans les tissus pavillonnaires construits ces dernières décennies, sans engendrer aucun étalement urbain et à un coût minime pour la collectivité. » 4

Densifier les périphéries, mais aussi les centres-villes qui présentent bon nombre de terrains abandonnés, friches industrielles, ou terrains sous-utilisés. Cependant, la densité est souvent perçue de façon négative car associée à l’uniformité, à la promiscuité voire à l’insécurité. C’est pourquoi, l’architecte se doit d’innover et de faire en sorte que la qualité de vie soit idéale, notamment grâce à l’architecture en bois (raffinée, confortable et économe en énergie). La construction en bois est idéale dans ces « dents creuses », par son mode constructif souple et rapide. Le matériau bois apparaît donc comme une réponse pertinente à de nombreuses situations de densification urbaine tout en étant efficace pour l’environnement. Effet de mode ou atout écologique, le bois peut retrouver sa place d’excellent matériau de construction, offrant de multiples possibilités tant esthétiques que techniques, place qu’il n’aurait peut-être jamais dû quitter !

De ces constats se dégage la problématique suivante : le bois apporte-t-il une réponse aux problèmes des villes, en lien avec l’environnement ? Quelles techniques de construction en bois existe-t-il et, quelles possibilités de densification des villes offrent-elles ?

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bimby.fr consulté le 12/04/12

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1.

Partie 1

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Techniques de construction de la filière sèche en bois : Les modes constructifs de la filière sèche sont utilisées pour de multiples applications : habitat, bâtiments d’activités, maisons individuelles et même immeubles d’habitation. Cependant, certaines techniques vont être à privilégier en fonction des régions, des besoins, de la disponibilité du matériau… Par exemple, les constructions en madriers empilés vont être mieux appréciées en moyenne et haute montagne plutôt qu’en bord de mer. Cette partie décrit donc les différentes techniques de construction en bois.

- Ossatures : o

Colombage ou système à pans de bois :

Fig. 10 : Petite France Strasbourg.

Une construction à colombage (ou à pans de bois) est principalement composée de deux éléments : - L’ossature en bois : elle est constituée de poteaux et de poutres. Les éléments verticaux et horizontaux sont de fortes sections et le contreventement se fait par des éléments obliques. L’assemblage des différentes parties se fait par tenons et mortaises ou encore par trait de Jupiter et les bois sont chevillés les uns aux autres. Le bois utilisé est souvent le chêne, très solide et très résistant, - Le colombage : il forme les murs et joue le rôle de remplissage et de raidisseur. Cet hourdage se fait entre les enchevêtrements de bois, avec des briques, le plus souvent crues, ou à l’aide de matériaux légers comme le torchis (terre et paille) ou encore le plâtre.

Ce principe constructif a traversé les siècles, il a été utilisé en Europe occidentale dès le début du 5ème siècle. Couramment utilisé en France, de nombreux exemples peuvent êtres appréciés dans les centres historiques de plusieurs villes, notamment marchandes comme Rouen, Honfleur, Strasbourg, Troyes, Bourges, Chinon… L’ossature étant apparente, les façades offrent des décors très variés, traduisant une expression architecturale typée, visible en Alsace, en Bourgogne… Ce principe traditionnel est aujourd’hui limité car il fait appel à des artisans très qualifiés et implique un coût élevé. Fig. 10 : Photographie personnelle

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Bois long, Baloon-Frame : La technique du Baloon-Frame est la variante allégée de la construction à pans de bois. Le principe est simple, des poteaux continus sur au moins deux niveaux sont cloués entre une lisse basse et une lisse haute.

Cette technique a été rapidement renoncée en Europe (elle est encore utilisée aux USA) car le bois long se raréfiait et la manipulation des poteaux dans les ruelles étroites et sinueuses des villes Fig.11 : Maquette d’une maison médiévales était difficile. De plus, les constructions technique Baloon frame en étaient, pour la plupart, montées à même le sol et bois long sur 3 étages. le bois pourrissait donc facilement. Progressivement abandonnée, cette technique d’ossature à claire voie va être remplacée par le Platform-Frame. o

Bois court, Platform-Frame :

C’est aujourd’hui la technique de construction à ossature bois la plus utilisée dans le monde. On parlera de Platform-Frame aux USA et de construction à ossature bois en Europe. A la différence du Baloon-Frame, les poteaux sont interrompus à chaque étage, et le plancher du Fig.12 : Maquette d’une maison premier étage sert de plate-forme pour la technique Platform frame en construction de l’étage suivant, et de plafond pour bois court l’étage déjà construit. Le principe diffère du colombage : la structure des murs est également faite de montants verticaux et horizontaux en bois raboté et séché mais, de plus faible section, et le contreventement est maintenant fait par des panneaux dérivés du bois (OSB…) venant se fixer sur le cadre de la structure pour assurer une très bonne rigidité à l’ensemble. Les assemblages des pièces de bois sont le plus couramment faits par clous et, les bois résineux comme le pin sylvestre et le sapin sont le plus souvent utilisés. L’extérieur et l’intérieur de ce squelette porteur intègrent un habillage approprié : - Un isolant technique et acoustique vient se placer entre les montants espacés de 40 à 60 cm, ce qui permet un gain de place sur la surface habitable car il n’y a pas de surépaisseur comme dans les maisons traditionnelles. Fig. 11 : www.deepenergyretrofit.wordpress.com consulté le 12/04/12 Fig. 12 : www.payer.de consulté le 12/04/12

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Côté extérieur, une isolation périphérique peut être ajoutée par un matériau isolant compact (en fibre de bois par exemple) afin de supprimer les ponts thermiques et d’offrir un meilleur confort d’été. Un parement avec lame d’air ventilée vient finir l’ensemble en façade (condensation et humidité évitées) : bois, plaques fibres ciment, métal, enduit sur isolant… tous les revêtements extérieurs sont possibles, mais le plus souvent en bois. Par son adaptabilité en façade, cette construction s’accorde à la plupart des styles régionaux. Côté intérieur, une étanchéité à la vapeur empêche l’humidité pouvant venir de l’intérieur de la construction de s’infiltrer dans l’isolant. Un parement de finition vient compléter le tout.

Cette technique peut se réaliser sur le chantier mais elle permet surtout la construction préfabriquée en atelier. La fabrication de tout ou une partie de la réalisation est possible. C’est un des avantages qui fait que son utilisation est actuellement la plus courante. De plus, l’ossature étant à la fois rigide dans son ensemble et souple dans sa construction, le système s’avère idéal dans les zones sismiques.

o

Poteaux poutres :

Ce système constructif est composé d’une structure de poteaux d’assez forte section soutenant des poutres, elles aussi de fortes sections. Les trames de chaque ensemble poteaux poutres autorisent des entraxes importantes s’adaptant aux exigences fonctionnelles du bâtiment. Les éléments de la structure sont en bois massif ou en lamellé-collé permettant des portées libres encore plus spectaculaires. On obtient ainsi des potentialités formelles et lumineuses et des espaces intérieurs spacieux et ouverts. Ce système constructif est une version noble et chère de l’ossature bois car les sections sont longues. De plus, l’assemblage demande un savoir-faire important. Les bois résineux sont le plus souvent employés car moins chers et disponibles en grande quantité.

Fig. 13 : Maquette Séville, Pavillon de Finlande, groupe MONARK, expo ‘92.

Fig. 13 : Photographie et maquette personnelles.

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- Bois massif : o

Bois empilés : madriers ou rondins :

Fig. 14-15-16 : Maison en madriers empilés dans le Tyrol, Architecte Antonius Lanzinger.

La technique traditionnelle des bois empilés ou bois couchés est très ancienne (Moyen Age). Elle a longtemps été utilisée pour la construction de chalet, surtout dans les zones montagneuses et dans les pays froids comme le Canada, la Scandinavie, ou la Sibérie car la ressource en bois y est importante et bon marché. Le principe consiste à empiler des pièces de bois de grandes longueurs (environ 8-9 mètres maximum) les unes sur les autres. Ces éléments de bois placés horizontalement s’emboîtent avec précision à leur entrecroisement grâce à des entailles, et empêchent l’eau et l’air de pénétrer à l’intérieur de la construction. Structure et enveloppe du mur ainsi formées assurent les fonctions statiques et la délimitation des espaces. Ces derniers sont contraints formellement et dimensionnellement par la longueur des bois et les modes d’assemblages. La rigidité est due aux poids des éléments (massivité du bois) et à leur technique d’assemblage par entaille présentant différents profilées plus ou moins efficaces. Les pièces de bois, suivant leur cas, sont appelées madriers (section rectangulaire) ou rondins (section ronde, traduite par un tronc d’arbre dépouillé de son écorce, employé sous sa forme naturelle voire peu modifiée). Ces pièces de bois peuvent également être aboutées ou lamellé-collées. L’utilisation de cette technique dans les pays froids s’explique par ses caractéristiques thermo-hygrométrique lui apportant un confort thermique d’été, et une très bonne isolation tant thermique que phonique, sans isolant supplémentaire.

Fig. 14-15-16 : Photographies extraites du livre de Dominique Gauzin-Müller, 25 maisons écologiques, Le Moniteur, 2005, p. 124-126

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Les volumes et formes limités, les tassements verticaux prévisibles, les parois porteuses plus délicates à percer de grande ouvertures, et le bois brut apparent à l’intérieur comme à l’extérieur peuvent être des inconvénients de cette technique qui se voit limitée à un habitat diffus non urbain.

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Panneaux massifs contrecollés :

Comme nous venons de le voir, la technique en bois massif vernaculaire est traditionnellement en rondins ou en madriers empilés. Mais, au cours des dernières décennies, de nouvelles techniques, bénéficiant des avancées technologiques offertes par la recherche, ont apporté un renouveau à la construction en bois massif. Technique récente en France, les panneaux de bois massifs reconstitués ont faits leurs preuves à l’étranger, notamment en Allemagne et en Autriche.

Fig. 17-18-19 : Construction de bureaux en KLH, proximité de Besançon. La figure 19 montre la diversité des revêtements extérieurs possibles : panneaux en stratifié compact, faïence, bois, zinc.

Le principe est d’obtenir des panneaux de grande taille aux dimensions stables, par du bois reconstitué, et ayant des performances mécaniques plus élevées que les produits en bois massifs non reconstitués. « La disposition croisée des planches longitudinales et transversales réduit les variations dimensionnelles de 0,01% par pourcentage de variation en longueur et de 0,025% en largeur » 5. Les charges étant reprises dans tous les sens – on parle d’« effet de voile » du panneau –, le contreventement des murs est assuré. Pour se faire, les panneaux sont composés de planches collées, clouées ou tourillonnées entre elles, en couches croisées. En fonction de l’utilisation et de l’épaisseur nécessaire (portées et charges du plancher, exigences en matière de feu et d’acoustique), ces panneaux sont composés de 3, 5, 7 couches et même d’avantage avec une épaisseur maximale ne dépassant pas 60cm (minimum de 5cm). Les panneaux peuvent ainsi être utilisés comme systèmes structurels pour des murs porteurs, des planchers, des cloisons intérieures, des charpentes…

Fig. 17-18-19 : Photographies personnelles. 5 Les cahiers techniques du bâtiment, n° 304, mars 2011, www.lemoniteur.fr, p. 73

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La préfabrication en atelier à l’aide de machines à commande mécanique permet de tailler des pièces de grandes tailles (L ≤ 24m, 62,5 < l < 480cm, e = L/40), portant sur 10m maximum avec flèche maximale admissible de 1/300ème de la portée (50mm < ép. < 600mm) et de réaliser des trémies dans les planchers ou des percements pour les ouvertures dans les murs. Cette capacité portante élevée permet de mieux diffuser les charges verticales, notamment pour des constructions sur plusieurs étages. Pour les planchers, les plis extérieurs doivent être orientés dans le sens de la portée et les porte-à-faux peuvent être réalisés simplement (jusqu’à 1/5 de portée adjacente dans le sens de la portée). Les panneaux sont fabriqués à partir d’une même essence (le plus souvent l’épicéa mais aussi le mélèze, le douglas…), ou des couches d’essences différentes, si leurs variations dimensionnelles sont identiques. Il existe différents types de finitions : brute (ou industrielle) lorsqu’un parement supplémentaire est prévu, ou soignée et donc visible qui permet de conserver le panneau apparent pour les espaces intérieurs. A l’extérieur, les panneaux peuvent recevoir tous types de finition : enduit hydraulique, parement brique, bardage bois, … Par ailleurs, le nombre de couches constructives est réduit et les panneaux confèrent une bonne isolation thermique : de 1 000 à 1 200 Kj/m3K (1 400 pour une construction en brique pleine)6 et phonique (notamment aux bruits aériens).

Panneaux structurels dérivés du bois

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Dold (Allemagne) : www.dold-holzwerke.de Les panneaux multi-plis sont réalisés au sud de la Forêt Noire, à partir de planches d’épicéa, de douglas ou de mélèze collées entre elles en couches croisées de 3 ou 5 plis avec une résine mélaminée urée-formole.

Fig. 20 : Panneau épicéa 5 plis.

Dimensions : longueur 5 et 6 m / largeur 1,25 – 2,05 – 2,50 – 3,00 m / épaisseur de 13 à 80 mm. Finitions : trois catégories sont proposées selon l’aspect des panneaux.

Les cahiers techniques du bâtiment, n° 304, mars 2011, www.lemoniteur.fr, p. 73 Fig. 20 : www.dold-holzwerke.de consulté le 26/05/12 6

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Lignotrend (Allemagne) : www.objectif-bois.fr Les panneaux sont réalisés au sud de la Forêt Noire, à partir de planches en sapin ou en épicéa collées avec du polyuréthane sans émission. Il existe deux types de panneaux de cette marque : contrecollés pleins (BSP Massiv) ou alvéolés (BSP). Panneaux autoportants à 2, 3 ou 5 membrures (passage réseaux ou isolant phonique).

Fig. 21 : Plancher mixte bois-béton.

Dimensions : longueur jusqu’à 18 m / largeur 1,24 m / épaisseur de 88 à 220 mm. Finitions : qualités industrielles ou soignées, avec ou sans nodosité et avec un choix de veinage très fin possible. Il est également envisageable d’avoir une finition finement rainurée permettant un bon acoustique. Les panneaux avec alvéoles existent en plancher mixte bois-béton (figure 21).

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Binderhölz (Autriche) : www.binderholz-bausysteme.com Disponibles en épicéa, mélèze, douglas, sapin blanc ou pin d’Arole des forêts d’Autriche, les panneaux en planches de bois massif BBS sont constitués de planches croisées de 3, 5 ou 7 plis, collées avec une colle sans formaldéhyde. Fabrication en Autriche à Hallein. Dimensions : longueur jusqu’à 24 m / largeur 2,50 m / épaisseur de 66 à 341mm.

Fig. 22 : Panneau BBS.

Finitions : rabotées et/ou poncées, chant lisse, à feuillure ou rainuré possibles.

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Kaufmann Holz (Autriche) : www.mm-kaufmann.com Disponibles en épicéa des forêts d’Autriche, les panneaux sont constitués de planches croisées de 3, 5 et 7 plis, collées avec une résine mélamine. Ils sont appliqués comme support de toiture, de plafond, et comme panneaux muraux. Fig. 21 : www.crit.archi.fr consulté le 12/04/12 Fig. 22 : www.binderholz-bausysteme.com consulté le 16/04/12

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Dimensions des panneaux M1 BSP crossplan: longueur jusqu’à 16 m / largeur 3 m / épaisseur de 57 à 278 mm. Finitions : industrielles ou visibles. Fig. 23 : Panneau M1 BSP crossplan.

Dimensions des panneaux K1 Multiplan : longueur jusqu’à 20 m / largeur 2 m / épaisseur de 20 à 75 mm. Disponibles également en mélèze de Sibérie ou en douglas sur demande pour des emplois en bardage à l’extérieur, ces panneaux sont composés de seulement 3 plis. Fig. 24 : Panneaux K1 Multiplan.

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Finitions : rabotées.

KLHMassivholz (Autriche) : www.klh.at Fabriqués en Autriche, les panneaux en bois massif contrecollé KLH (Kreuz Lagen Holz) se composent de planches d’épicéa collées entre elles en couches croisées de 3, 5 ou 7 plis avec une colle sans solvant : polyuréthanne (0,2kg/m2). Ces panneaux sont adaptés pour les éléments muraux, les plafond ou les toits porteurs, de consolidation ou non porteurs.

Fig. 25 : Echantillons Panneau KLH.

Format maximal : longueur 16,50 m / largeur 2,95 m / épaisseur jusqu’à 0,5 m Longueur minimale de production : 8,00 m – respectivement sur 10 cm jusqu’à la longueur maximale Largeurs de compensation : 2.40, 2.50, 2.72, 2.95 m. Finitions : industrielles (brut), visibles (poncé) et rapportées (panneau d’OSB, plaque de plâtre…).

Fig. 23 : www.mm-kaufmann.com consulté le 21/04/12 Fig. 24 : www.mm-kaufmann.com consulté le 21/04/12 Fig. 25 : Photographie personnelle

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Santner (Autriche) : Disponibles en épicéa, mélèze, ou pin, les panneaux SHBE sont constitués d’une superposition de couches croisées, collées sans formaldéhyde (polyuréthanne). planches croisées de 5, 6, 7 ou 9 plis. Dimensions : longueur jusqu’à 24 m / largeur 1,25 m / épaisseur de 60 à 350 mm. Finitions : qualités industrielles ou vues. Fig. 26 : Panneau SHBE.

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Sohm Holzbau (Autriche) : Réalisés à partir de planches d’épicéa à 12% d’humidité, les panneaux pour murs, toitures et planchers de chez Sohm Holzbau sont fabriqués à Alberschwende (Vorarlberg, Autriche). Les planches ont la particularité d’être assemblées avec des tourillons rainurés en hêtre (8% d’humidité) disposés en diagonal (DD-Holz = Diagonal Dübel Holz).

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Fig. 27 : Chevilles en bois en diagonale.

Tilly Naturholzplatten (Autriche) : www.tilly.at Disponibles en épicéa, les panneaux structuraux en bois massif contrecollés 3 ou 5 plis sont assemblés par un système duroplaste à base de résine mélamine. Panneaux porteurs et/ou panneaux de contreventement.

Dimensions : longueur 5, 4,50 et 4 m / largeur 1,25 et 2,50 m / épaisseur de 35 et 42 mm.

Fig. 28 : Panneau Tilly 5 plis.

Fig. 26 : www.crit.archi.fr consulté le 12/04/12 Fig. 27 : www.sohm-holzbau.at consulté le 16/04/12 Fig. 28 : www.tilly.at consulté le 21/04/12

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HMS-Bausysteme (Belgique) : www.hms-systeme.eu Disponibles en épicéa, les panneaux structuraux en bois massif contrecollé en couches croisées de 3, 5 et 7 plis et davantage sont utilisés en toitures et murs. Le collage monocouche est à base de résine mélamine.

Fig. 29 : Panneau HMS.

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Dimensions : longueur jusqu’à 18 m / largeur 3 m / épaisseur de 75 à 217 mm.

Finnforest du groupe MestäWood (Finlande) : www.metsawood.com

Fig. 30 : Panneaux LENO.

Les panneaux structuraux Leno sont constitués de planches d’épicéa en bois massif, empilées en couches croisées de 17 ou 27 mm d’épaisseur (3, 5, 7, 9, 11 et 13 plis), collées entre elles sur toute la surface avec de la mélanine à séchage artificielle à 12%. (étanche à l’air à partir de 5 plis).

Dimensions : longueur jusqu’à 20 m / largeur 4,80 m / épaisseur 24 ou 32 mm. Des caissons ont la particularité de permettre le passage de gaines dans toutes les directions.

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Concept Bois Structure (CBS) (Suisse) : www.cbs-cbt.com Disponibles en épicéa, mélèze, ou douglas certifiés PEFC (Programme de reconnaissance des certifications forestières), les panneaux structuraux en bois massif contrecollés sont disponibles en planches croisées de 3, 5 ou 7 plis. Dimensions des panneaux Wenus : portée libre 3-6 m / section des planches 35/180 ou 60/240 mm. Ces panneaux pour dalles, murs ou couvertures présentent un aspect architectural intéressant en façade par une orientation des ondes horizontales ou verticales, ou encore alternées. Ils sont vissées « en W ». Fig. 31 : Panneau Wenus. Fig. 29 : www/hms-systeme.eu consulté le 21/04/12 Fig. 30 : www.finnforest.fr consulté le 16/04/12 Fig. 31 : www.cbs-cbt.com consulté le 21/04/12

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Dimensions des dalles O’portune : portée libre 8-11 m / section des planches 40/175 – 60/240 mm. Ces dalles (structure horizontale) sont composées de planches de bois massif décalées les unes des autres, assemblées par vissage. Ils présentent une excellente qualité acoustique. Finitions : brutes ou rabotées. CBS propose également des panneaux mixtes bois-béton.

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Fig. 32 : Dalle O’portune.

Schilliger (Suisse) : www.schilliger.ch Disponibles en épicéa, mélèze, ou douglas, les panneaux massifs contrecollés sont constitués de planches croisées de 3 ou 5 plis collés avec du polyuréthane sans solvant. Dimensions : longueur jusqu’à 13,50 m / largeur 3,40 m / épaisseur de 27 à 500 mm. Finitions : poncées esthétique.

ou

sans

exigence

Fig. 33 : Panneau GFP.

Fig. 32 : www.cbs-cbt.com consulté le 21/04/12 Fig. 33 : www.schilliger.ch consulté le 21/04/12

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o


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o

Parpaing de bois : Produit récent, il s’agit en fait de blocs en bois massifs prêts à l’emploi, tel un jeu de construction grandeur réelle. Alternative au système de bois empilés, sa petite taille est facilement transportable et aisément manipulable. Il est brut, ne contient pas de colle et, est entièrement biodégradable.

Fig. 34 : Démonstration d’empilage de parpaing de bois.

L’utilisation de parpaing de bois ou brique de bois peut être avantageuse dans des sites où l’accès est restreint voire impossible par la route. En effet, le poids propre du bois et la volumétrie des briques de bois ne prenant pas de place, il a été possible de construire deux maisons de vacances dans un village en montagne, à Cardada, à 1 340 mètres d’altitude au-dessus de Locarno. Cet exemple nous montre qu’un village, accessible uniquement par téléphérique, peut accueillir des maisons livrées par hélicoptère (figures 35 et 36).

Fig. 35 et 36 : Deux maisons de vacances dans le Tessin, 2002, Architecte Mario Botta.

Fig. 34 : www.batiproduits.com consulté le 16/04/12 Fig. 35-36 : Photographies extraites du livre de Dominique Gauzin-Müller, 25 maisons en bois, Le Moniteur, 2003, p. 92-93

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Avantages de la construction en bois :

Pourquoi choisir le bois dans le but de faire évoluer un bâtiment ? En plus de ses propres atouts (renouvelable, solide, léger, résistant, isolant…), le bois en tant que matériau de construction offre de nombreux avantages techniques.

o

Facilité, rapidité, propreté : des chantiers vus autrement grâce à la préfabrication en atelier :

La préfabrication en atelier permet de créer des modules de mur pouvant être entièrement achevés (revêtements extérieurs et intérieurs, installations techniques, fenêtres…), voire des modules tridimensionnels incluant murs, sol et plancher (si l’accès à des engins de levage conséquents le permet). Cette conception préalable en atelier facilite la gestion des déchets et augmente la précision des composants, grâce à des machines à commande numérique. Cependant, cela induit une phase de projet plus longue dans les documents d’exécution, qui demandent de la rigueur et un travail de détail élevé pour les réservations, les assemblages… ainsi qu’une étroite collaboration entre les différents acteurs : architecte, ingénieur, entreprise. De meilleurs conditions de travail sont offertes aux ouvriers : nuisance (pas besoin de gros engins), poussière (travail en atelier),… se trouvent réduites sur le chantier par un montage plus rapide. En effet, le temps est réduit par un montage rapide - 2-3 jours pour l’assemblage d’une maison individuelle – mais aussi par une organisation du chantier différente, incluant la réduction du nombre de corps de métier intervenant sur le chantier (3-4 personnes + un engin de levage). De plus, une programmation bien menée évite les intempéries (vent, pluie) et donc les retards habituellement liés au séchage et à la mise en place d’une couverture provisoire durant le chantier. Cette réduction de la durée du chantier est très favorable pour les voisins et usagers du quartier et même pour les occupants quand il s’agit d’une surélévation. Cette acceptation sociale en milieu urbain s’additionne par le fait que la grue mobile, nécessaire à la mise en place des modules, supprime le besoin d’échafaudages qui pourraient entraver la circulation des piétons en ville. De plus, la dimension spectaculaire de la phase de montage apporte une animation dans la vie du quartier, et permet aux habitants de mieux accepter la nouvelle construction, surtout lorsque ce chantier est rapide. Ainsi, une maison en bois sera réalisée en 2 à 5 mois de moins qu’une maison conventionnelle et bénéficiera de ce fait d’avantages économiques (maison individuelle = 7 mois, opérations groupées = 9 à 10 mois). La filière de construction sèche apporte une économie de temps de séchage.

o

Performances habitables :

thermiques

élevées

et

optimisation

des

surfaces

Le bois a des performances thermiques élevées. C’est un atout pour l’isolation d’une construction en bois : un mur de 10 cm de bois isole autant que 1 m de béton, 35 m d’acier ou 150 m d’aluminium. 25


Dans une structure à ossature bois, l’isolant est intégré à la structure. Cela permet d’optimiser les surfaces habitables dans les constructions, notamment lorsque le gabarit est imposé ce qui est le cas pour certaines surélévations. Un mur standard en ossature bois avec 12cm d’isolant, et un pare-pluie extérieur, isole autant qu’un mur de 35 cm de parpaing avec 10 cm de laine minérale. Cet avantage thermique permet des économies de place (surfaces habitables) et de chauffage. Fig. 36 : Comparaison entre un mur ossature bois (18-20 cm) et un mur maçonné isolé (36-40 cm).

o

Le poids propre permet de limiter les surcharges et les contraintes sismiques : Poids propre des bois résineux utilisés en structure : 5 kN/m3 Poids propre du béton : 25 kN/m3

Fig. 37 : Comparaison des volumiques du bois et du béton.

masses

La légèreté du bois permet de limiter les surcharges, de réduire les fondations, de s’adapter aux terrains difficiles, d’utiliser des terrains à faible portance... Le coût des opérations est donc réduit avec la diminution des fondations et les prix attractifs des terrains à contraintes.

De plus, souplesse et légèreté du bois permettent une bonne adaptation aux contraintes sismiques et aux terrains à forte pente. Là où les fissures seraient visibles après un glissement de terrain dans une maison en maçonnerie, la construction en bois ne présenterait pas de dommages.

Fig. 38 : Paroi ossature bois : 0,5 kN/m2 Paroi béton de même épaisseur : 5 kN/m2.

Fig. 36-37-38 : Extraites du livre Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, 2011, p. 25, 26, 27

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Fig. 26 : Augmentation des charges verticales.

En situation urbaine, la légèreté du bois est un atout important, notamment pour les surélévations. En effet, la structure existante, sur laquelle vient se poser la nouvelle construction, n’est pas toujours prête à supporter une forte augmentation des charges verticales. Une structure en bois est alors une solution, sans ajout nécessaire de fondation ou de renforcement, surtout lorsqu’un retrait de façade est obligatoire pour répondre à un règlement local d’urbanisme (imposant des gabarits de hauteur en fonction des pentes de toits). De plus, c’est un atout sismique car les risques de désordre sur la structure existante sont considérablement limités.

o

Souplesse et variétés d’utilisation : une richesse esthétique infinie :

La souplesse formelle des structures en bois permet de développer des espaces adaptés et adaptables par des cloisons facilement déplacées, des extensions verticales et horizontales aisément réalisables. De plus, les caractéristiques variées du bois comme sa couleur, sa texture, sa densité, ses fibres, sa nodosité, sa résistance… offrent une richesse de conception d’ambiances. Cette qualité esthétique d’une matière naturelle sans uniformité se combine aux autres matériaux avec harmonie.

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Réponse écologique et ressource durable :

Une nécessité écologique certaine lorsque l’on sait qu’un quart des émissions de CO2 est du aux secteurs de la construction et qu’1 m3 de bois correspond à 1 t de CO2 éliminée. L’utilisation du bois dans la construction permet donc de fixer durablement le carbone du CO2. De plus, l’exploitation, la transformation et la mise en œuvre du bois demandent moins d’énergie que celles des autres matériaux de construction.

Fig. 26 : Extraite du livre Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, 2011, p. 26

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Fig. 39 : Emission de CO2 pour différents matériaux.

Fig. 40 : Le “contenu énergétique” résume l’énergie consommée par un matériau pour sa production, son transport et sa mise en œuvre.

Fig. 39 : Surélévations en bois en Suisse : une histoire à succès, Forum International Bois Construction, Beaune / 09/03/2012 Fig. 40 : Le bois, matériau renouvelable, Séminaire MASTER, D. Gauzin-Müller ENSAS, 9/12/2011

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Un arbre ne présente pas de perte au niveau de sa matière première : les écorces sont utilisées dans l’horticulture, les sciures et chutes permettent de fabriquer des granulés de bois, les dosses et autres matières restantes sont elles utilisées pour les panneaux OSB, la pâte à papier… et enfin, le bois débité est nécessaire à la structure pour les constructions en bois. Fig. 41 : Les différentes parties du tronc.

Fig. 42 : Les utilisations des différentes parties de l’arbre.

Fig. 41 : www.lepapier.fr consulté le 12/04/12 Fig. 42 : www.arehn.asso.fr consulté le 01/06/12

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Cependant, le bois ne peut pas être utilisé sans une politique de gestion durable des forêts. Matière première certes renouvelable et disponible en grande quantité dans de nombreux pays européens mais, avec une exploitation durable et respectueuse de la biodiversité. C’est pourquoi il faut exiger des bois avec des labels tels que FSC (Forest Stewardship Council) ou PEFC qui luttent contre la destruction de la biodiversité mondiale. De plus, en favorisant les essences locales, nous participons à la protection des forêts et diminuons la pollution engendrée par les transports d’essences tropicales.

Fig. 43 : Volume moyen de bois sur pied dans les forêts européennes.

Tous ces avantages caractérisent la construction en bois et permettent son utilisation dans de multiples situations urbaines. Le bois s’impose d’ailleurs souvent comme le matériau le mieux adapté en structure, notamment pour les surélévations.

Fig. 43 : Surélévations en bois en Suisse : une histoire à succès, Forum International Bois Construction, Beaune / 09/03/2012

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Partie 2

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Possibilités de densification de la ville : Les techniques de construction en bois citées précédemment vont pouvoir être utilisées dans de nombreux modes d’interventions grâce à leurs avantages et dans un souci environnemental de densification urbaine. Aujourd’hui, 75% de la population européenne vit en ville. Ce constat nous oblige à réfléchir à de nouveaux modèles répondant à la concentration urbaine afin de lutter contre l’étalement urbain. Pour cela, un travail avec le bâti existant est inévitable. Restructurer, agrandir, optimiser : différentes solutions sont envisageables en fonction des besoins de chacun et des contraintes du site. A partir d’un habitat de base, il est donc possible de proposer des modes d’interventions différents et compatibles les uns avec les autres. C’est ce qu’illustre, avec la figure 44 ci-dessous, le programme « Bau-Land-Gewinn » du land du Salzburg en Autriche :

1.

2.

3.

4.

5. Fig. 44 : Programme “Bau-Land-Gewinn”, Land Salzburg (Autriche).

1. 2. 3. 4. 5.

Extension accolée Aménagement des combles Extension séparée Ajout d’un étage Nouvelle construction en fond de parcelle

Avec cette logique, de nouveaux modèles urbains peuvent émerger. Il s’agit de restructurer l’existant quand cela est nécessaire, et d’adapter la restructuration aux besoins actuels et futurs, en agrandissant : à la verticale (surélévation) là où il n’est pas possible d’ajouter de la surface au sol, ou par une extension horizontale quand l’espace le permet (dents creuses, cours, jardin…). Les zones libres peuvent également être comblées par des insertions de nouvelles constructions.

Fig. 44 : Vers un urbanisme écoresponsable, Séminaire MASTER, D. Gauzin-Müller ENSAS, 27/1/2012

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Restructuration

La restructuration d’un bâtiment est, par définition, une réappropriation d’un domaine déjà construit, par une réparation, une modernisation ou une réorganisation, afin de perpétuer son utilisation. Cela s’inscrit dans une conservation de monuments, et/ou de l’image d’une ville, mais aussi dans une nécessité économique et écologique par la restructuration de logement de masse d’après-guerre ou de bâtiments industriels. Un large éventail de projets peut alors prendre forme, de la simple remise en état fonctionnelle et esthétique, en passant par la réhabilitation écologique ou encore la réparation d’un désordre constructif. Il est également possible de changer la fonction d’un bâtiment qui ne fonctionne pas ou plus par une restructuration. Ainsi, l’évolution urbaine elle-même est utilisée comme modification du bâti, via l’évolution de la ville par l’intérieur. On habite d’anciens châteaux d’eau, d’anciennes usines, on va à l’hôtel dans de vieux silos (figure 46), on visite des expositions dans des bâtiments industriels devenus des musées, on transforme des écuries en logements (figure 45),… De nombreux exemples pourraient être énumérés.

Fig. 45 : Transformation d’écuries en 2 logements individuels, Bergün, Suisse, Daniel Marques et Brune Zurkirchen, 1997.

Christian Schittich disait déjà en 2006 que « Les projets de réhabilitations et de reconversions vont être encore plus importants dans un futur proche – leur part dans le volume bâti global atteint déjà aujourd’hui presque 40% en Europe occidentale. »7

Fig. 46-47 : Projet de pavillon de remise de médaille pour les jeux PanAmerican de 2015, Toronto. 7

Extrait du livre de SCHITTICH Christian, Construire dans l’existant, édition détail, 2006, p. 9 Fig. 45 : Extraite du livre de SCHITTICH Christian, Construire dans l’existant, 2006, p. 24 Fig. 46-47 : Projet pour un pavillon de remise des médailles à Toronto, Master 1

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Construire avec et/ou dans l’existant permet en outre d’agir en faveur de l’économie et de l’écologie (économie d’énergie car consommation inférieure après l’intervention, protection des ressources naturelles, …). Cependant, restructurer signifie aussi penser différemment car d’autres contraintes entrent en jeu que celles pour une construction neuve. Face au bâtiment d’origine, il existe deux possibilités opposées : - prendre de la distance en faisant une nette dissociation entre l’intervention et l’existant (figure 49), afin d’améliorer la qualité visuelle extérieure, - faire disparaître l’intervention en utilisant le même langage que l’existant au point qu’elle soit à peine visible (figure 48), pour conserver la forme et l’apparence de l’ancien bâtiment.

Fig. 48 : Restructuration et surélévation Fig. 49 : Maison individuelle transformée en 3 appartements, Hauts-de-Seine, 2008, J. Vinçon et A. Hörbranz, Vorarlberg, 2009, Juri Troy Architectes. Lacoste – Lode Architecture.

Les projets de construction devraient proposer, dès le permis de construire, des programmes fonctionnels évolutifs quand le projet ne fonctionne pas ou ne répond pas aux attentes du marché. Par exemple, un programme commercial devrait pouvoir facilement être restructuré en logements ou en bureaux. « Avec la prise en compte du bon choix de construction et de matériaux, on réalise des bâtiments qui produisent moins de déchets à l’issue du chantier, demandent moins d’entretien courant et réagissent flexiblement aux modifications en pouvant être recyclés presque à 100% en fin de cycle de vie. »8 Andrä/Schneider 1994.

L’utilisation du bois dans la restructuration n’est pas toujours une évidence pour tout le monde. Pourtant, par son caractère intemporel et naturel, il s’accorde parfaitement à une nouvelle intervention sur tous types de bâtiments existants. En effet, le bois s’intègre à tous les éléments : pierre, béton, brique… De plus, il peut être utilisé pour sa légèreté lorsqu’il s’agit de construire à l’intérieur d’un bâtiment. La nouvelle structure s’appuie alors sur les murs existants ou, lorsque cela est nécessaire, sur des fondations supplémentaires qui sont réduites par l’utilisation d’une structure poteaux-poutres en bois par exemple. Dans ce cas, une construction bois est privilégiée par son avantage technique.

Fig. 48 : Extraite du livre de DARMON olivier, 20 extensions de maisons, archi pas chère, 2008, p.82 Fig. 49 : http://www.juritroy.com consulté le 24/04/12 8 Extrait du livre de SCHITTICH Christian, Construire dans l’existant, édition détail, 2006, p. 13

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Fig. 50/51-52 : Reconversion d’un bâtiment ancien, Collonges-sous-Salève (74), 2004, Philippe Guyard architecte.

Ce bâtiment, situé dans une ruelle de maisons mitoyennes, était autrefois à usage agricole. Transformé en habitation sur deux niveaux, il est réorienté pour optimiser l’utilisation au sud. Son pignon aveugle est travaillé avec une façade construite en mélèze, composée de plusieurs strates sur une profondeur de 1m40 pour permettre de filtrer le passage de l’espace public à l’espace privé. Comme l’intervention vient prendre appui sur la façade, l’utilisation du bois limite le poids sur le mur existant.

Parfois, la restructuration ne suffit pas à satisfaire les besoins fonctionnels d’un maître d’ouvrage. C’est ainsi que l’intervention va se compléter d’un extension horizontale ou, si le contexte exige une densification, d’une surélévation.

Fig. 50 à 52 : SEQUENCE BOIS hors série 2007-2008, Intervention sur l’existant, p. 62 à 64

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Agrandir… :

Pourquoi agrandir ? Agrandir c’est l’occasion d’apporter un confort, une touche de neuf par l’amélioration de la distribution des pièces, la fluidité des espaces, la circulation de la lumière, l’ampleur des volumes… Mais agrandir c’est aussi offrir une pièce supplémentaire à une maison devenue trop petite pour toute la famille : besoin d’une chambre en plus, d’un séjour plus grand…. Cela peut également être l’occasion de proposer un espace faisant office de bureau pour un travail à domicile ou encore un logement en plus dans le but de le louer puis/ou de le suggérer à ses enfants. Dans tous les cas, les extensions (verticales et horizontales) traduisent une tendance à s’étendre et à s’adapter à de nouveaux scénarios. Cette dynamique est à l’image d’une époque et d’une manière de vivre qui changent : c’est en fait une évolution architecturale qui accompagne celle des modes de vie. Les interventions sont donc très variées mais elles témoignent pour la plupart d’un attachement à un lieu, à un site, ou à un bâtiment. En favorisant l’extension, les maîtres d’ouvrages font également preuve de responsabilité envers l’environnement. En effet, au lieu de construire une nouvelle bâtisse répondant à leurs besoins évolutifs, ils adaptent leur propre maison à leurs besoins. Cela permet non seulement des économies, mais favorise aussi la densification de quartiers pavillonnaires aux profits des espaces non construits, des terres agricoles… De plus, dans ce type de quartier souvent modeste et homogène, les interventions sur l’existant permettent de personnaliser davantage une maison, d’y apporter ses propres goûts, en restant à l’échelle du pavillonnaire d’origine et en densifiant l’implantation. Il existe deux façons d’agrandir : par une extension verticale qui est en fait une surélévation, ou/et par une extension horizontale. Il faut noter que toute intervention en rapport à l’existant, peut également avoir une démarche de restructuration/réhabilitation.

Fig. 53 : Surélévation directe pour une pièce de vie supplémentaire. Un volume épuré et dynamique épouse les formes des deux pignons existants. Issy-les-Moulineaux (92), Bâti d’origine : 1930, réalisation : 2010, CK Architectures – Fabienne Costel et Stéphane Kayanakis.

Fig. 54 : Surélévation, le volume obtenu est généré par les contraintes réglementaires du site. Aachen (Allemagne), Bâti d’origine : 1950, réalisation : 2007, Kadawittfeldarchitektur – Gerhard Wittfeld et Klaus Kada.

Fig. 53-54 : Architecture à vivre, octobre 2011, Hors Série Vivez sur les toits !, p. 26 et 28

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o …verticalement : Surélévation La surélévation est, par définition, l’action de surélever, de rehausser un bâtiment existant par au moins un niveau supplémentaire. Ainsi, elle augmente la surface habitable sans augmenter l’emprise au sol et donc sans achat de foncier. Cette intervention permet d’apporter un niveau de logement en plus aux immeubles de centres-villes, mais aussi de réhabiliter des quartiers périphériques en surélevant des collectifs, des bâtiments administratifs, des établissements d’enseignement… Elle peut même être utilisée dans des tissus urbains plus diffus dans le cas de villas, par exemple. Les combles sont d’ailleurs les premières à être aménagées pour répondre à l’évolution des besoins, puis une intervention plus lourde comme la surélévation peut devenir nécessaire. Les formes bâties existantes étant très variées, il est difficile de définir un seul modèle d’intervention. De plus, les qualités, faiblesses et potentialités de chaque bâtiment nous obligent à faire du cas par cas, afin de répondre au mieux au projet de surélévation en rapport à l’existant. Face à l’objet déjà construit, nous pouvons néanmoins déterminer plusieurs manières de surélever :

1

2

3

4

Fig. 55 : Attitudes de la surélévation avec l’existant.

Chaque type varie selon le gabarit, les bâtiments environnants, la structure existante, le concept architectural… 1. Surélévation directe : composer ou oser ? Les deux entités l’une sur l’autre forment un nouveau bâtiment mais l’existant garde son identité. Le nouveau peut s’affirmer ou, au contraire, rester discret. Ce type de surélévation est souvent utilisé en centre-ville lorsqu’un bâtiment est plus bas que les constructions mitoyennes (dents creuses dans l’alignement continu d’une rue).

1910

2009 Fig. 56-57-58 : Surélévation directe, Paris, XIIIe, Edouard Boucher & Associés.

Fig. 55 : Extraite du livre Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, 2011, p. 35 Fig. 56-57-58 : Architecture à vivre, octobre 2011, Hors Série Vivez sur les toits !, p. 79-87

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1920

2002

Fig. 59-60-61 : Surélévation directe, Seine-Saint-Denis (93), bâti d’origine : 1920, réalisation : 2002, Datoo Architecture – Marie Coupé & Guillaume Richard.

2. Surélévation en retrait : s’effacer ou contraster ? Le retrait de la nouvelle construction peut permettre, à échelle humaine, de dissimuler l’intervention. Cela dans le but de ne pas altérer l’existant ou, si un couronnement existe, de ne pas le renier en assurant une façon différente d’arrêter le bâtiment. En outre, le retrait par rapport à la façade existante permet d’obtenir de grandes terrasses en périphérie ou une seule grande terrasse périphérique si le programme est mono-disciplinaire. Le choix des revêtements (couleurs, matériaux…) peut créer un jeu de contraste entre le nouveau et l’ancien.

Fig. 62-63-64 : 42 logements avec terrasses sur un toit, St Lupicin (39), bâti d’origine : 1913, réalisation : 2011, par Jean Michel Jacquier. Fig. 59-60-61 : DARMON olivier, 20 extensions de maisons, archi pas chère, 2008, p. 24-27 Fig. 62-64: FORESTIER M., PIETTET-BASCHUNG M., MOOSER M., Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011, p. 147-149 Fig. 63 : photographie personnelle.

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3. Surélévation habillage : emballer ou élargir ? Dans ce cas, le bâtiment existant ne doit pas être protégé par le patrimoine, il n’a souvent plus de caractère et demande une touche plus moderne, une nouvelle identité. La question de l’enveloppe et de la structure est importante.

Fig. 65-66 : Surélévation habillage, pour réunir vie familiale et vie professionnelle. Cette surélévation illustre la métamorphose spectaculaire d’un banal pavillon. Lausanne (Suisse), bâti d’origine : 1940, réalisation : 2005, Blaise Tardin & Jacqueline Pitter Architectes.

4. Surélévation extension : enjamber ou inclure ? La surélévation extension est le plus souvent utilisée pour des bâtiments publics tels que scolaires afin de répondre à l’évolution des besoins. Lorsque les fondations existantes ou même la structure ne peuvent pas accepter de surcharge, une nouvelle structure ou reprise de charge est à envisager. Dans ce cas, elle enjambe l’existant par un portique sur de nouveaux appuis.

Fig. 67-68 : Surélévation extension, Unterägeri (Suisse), bâti d’origine : 1960, réalisation : 2004 Aardeplan Architekten ETH SIA GmbH, Zoug.

En plus des différentes attitudes qu’elle offre face à l’existant, la surélévation a plusieurs avantages. Tout d’abord, elle peut être utilisée dans différents types de tissus existants, à la différence de l’extension horizontale qui nécessite de l’espace au sol disponible : - sur un tissu urbain dense comme les centres-villes, la surélévation permet d’augmenter le potentiel de logements dans certaines villes les rendant plus attrayantes, en plus de les densifier et de leur apporter un renouveau urbain et architectural. Fig. 65-66 : FORESTIER M., PIETTET-BASCHUNG M., MOOSER M., Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011, p. 79 Fig. 67-68 : FORESTIER M., PIETTET-BASCHUNG M., MOOSER M., Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011, p. 39

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- sur un tissu urbain plus diffus, elle peut personnaliser certains quartiers pavillonnaires très homogènes. Elle peut aussi être utilisée pour différents types de bâtiments, de la petite villa privée en passant par des établissements publics, scolaires ou encore des immeubles. La surélévation permet également des conditions idéales d’ensoleillement, de vues, de terrasses… Et, ce qui la différencie fortement de l’extension, c’est sa capacité d’augmenter la surface habitable d’un bâtiment sans en modifier son emprise au sol. Cependant, surélever pose la question de la capacité de la structure existante à supporter des charges supplémentaires. C’est pourquoi, l’utilisation du bois s’impose souvent comme la mieux adaptée pour la structure de la surélévation. Le matériau bois associe en effet plusieurs avantages que d’autres matériaux de structure ne réunissent pas : faible poids propre, excellentes capacités statiques, encombrement restreint… (cf Partie 1 – Avantages de la construction en bois). En cela, le matériau idéal en surélévation se révèle être le bois. D’ailleurs, les différents systèmes constructifs disponibles avec ce matériau permettent d’adapter la structure privilégiée pour un bâtiment existant, tout en favorisant une rapidité de mise en œuvre des éléments pouvant être entièrement préfabriqués. Il faut notamment prêter attention à l’accès de la surélévation lorsque la nouvelle réalisation n’appartient pas au même propriétaire que l’existant. Une nouvelle cage d’escalier peut venir se greffer à la façade pour permettre l’accès à la nouvelle intervention.

Fig. 69-70-71 : Surélévation, une extension comme réhabilitation. (cf. Partie 3 – Projet 4) Le toit existant de cette maison a été remplacé par un grand étage en bois, pièce de vie principale profitant de vues et de la lumière, avec un accès direct au jardin sur le toit. De plus, ce projet se base dans une logique d’auto-construction, d’ambition écologique et de production d’énergie. Figure 71 : au centre, façade du projet, en bas, façade de l’existant. Lyon, 2010, Tectoniques architectes.

Lorsque la surélévation ne suffit pas ou n’est pas possible en raison des contraintes d’urbanisme et si l’espace périphérique de la bâtisse le permet, il est alors possible de faire appel à une extension.

Fig. 69-70-71 : Extrait du dossier de presse « maison Diderot final » par Anne Rolland

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o …horizontalement : Extension L’extension d’un bâtiment correspond à l’action de s’étendre, cela sousentend un élargissement du bâtiment existant par un ou plusieurs de ses côtés, afin de s’adapter à de nouveaux scénarios. Cette dynamique se développe par diverses attitudes : la nouvelle construction peut être accolée ou dissociée, de plein pied ou sur plusieurs niveaux… Cependant, certains éléments sont à prendre en compte dans le projet et ne permettent pas une totale liberté d’expression et de conception : le site et ses particularités (orientation, topographie…), son environnement, l’existant et ses caractéristiques, le programme envisagé ainsi que les contraintes d’urbanismes. L’intervention se traduira donc différemment selon ces critères : elle pourra être axiale, latérale, verticale, multiple…

Fig. 72 : Implantation de l’extension dans la parcelle.

1. Classique côté jardin, à l’opposé de la rue : la plus courante car les contraintes d’urbanisme obligent souvent un retrait par rapport à la rue et à la limite de propriété. 2. Latérale, en mitoyenneté. 3. Côté rue : transition entre les domaines public et privé. 4. Latérale dense : mitoyenneté + bordure de voie.

Fig. 73 : Extension d’une longère normande, Longueil (76), 2011, Etienne Rouverand et Benoît Stehelin.

Fig. 72 : REPIQUET Jacques, Extensions de maisons de ville et de banlieue, Architecture à vivre, Collection Construire, rénover, habiter, avril 2007, p. 10 Fig. 73 : SEQUENCE BOIS n° 90, mai 2012, Maisons individuelles, p. 20-21

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A. B. C. D. E. F. G. H. I.

Homogène Décalé Définissant un dehors habitable Confirmant un espace extérieur Annulant un espace extérieur Additionnel Dissocié Désaxé Complémentaire

Fig. 74 : Principaux modes de croissance de l’extension.

Fig. 75 à 79 : Extension dissociée (type G), Vallesvilles, Haute-Garonne (31), bâti d’origine : fin XIXe siècle , réalisation : 2007, Agence Projectiles.

L’extension est avantageuse lorsque la surélévation n’est pas possible ou n’est pas suffisante pour répondre à tous les besoins nécessaires à l’évolution des modes de vie. Elle modifie cependant l’emprise au sol, ce qui demande une réflexion préalable face à la modification d’un espace extérieur tel qu’un jardin. Contrairement à une surélévation, une extension n’est pas possible dans un tissu bâti déjà dense où il n’y a plus d’espace disponible pour s’étendre. Cette intervention est donc réservée au tissu urbain plus diffus tels que les quartiers périphériques, pavillonnaires… Ainsi, les formes bâtis existantes concernées seront surtout des pavillons ou des villas privés. Il est également possible d’envisager une extension pour certains équipements publics ou scolaires.

Fig. 74 : REPIQUET Jacques, Extensions de maisons de ville et de banlieue, Architecture à vivre, Collection Construire, rénover, habiter, avril 2007, p. 11 Fig. 75 à 79 : DARMON olivier, 20 extensions de maisons, archi pas chère, 2008, p. 126-131

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Boris Roueff (KAA architectures) disait à propos d’une maison de village à Ansouis, dans le Vaucluse : « il est intéressant de combiner les bâtiments anciens, aux murs épais et aux ouvertures réduites, qui restent frais, avec un grand volume contemporain très vitré ».9

Fig. 80-81 : Extension d’une maison (type F), Pirey (25), bâti d’origine : 1989, réalisation : 2011.

Le plus souvent, l’existant sert d’appui à l’extension et la stabilise. C’est pourquoi, il est préférable que l’intervention s’adossant à l’existant soit une construction à structure légère comme les structures en bois. Même si l’extension peut être réalisée avec différents matériaux de structure, le bois est à privilégier pour son caractère renouvelable, sa rapidité de mise en œuvre et son adaptabilité avec les autres matériaux.

Fig. 82-83-84 : Extension et surélévation du centre de radiologie CIMRAD, Besançon (25), bâti d’origine : 1996, réalisation : 2010 extension et première surélévation / 2011 deuxième surélévation.

Les extensions peuvent parfois s’étendre entre deux bâtiments existants et n’avoir aucun lien avec ces derniers. Il s’agit en fait d’une intervention sur une parcelle en dent creuse, permettant de densifier les centres-villes en apportant des biens à des nouveaux propriétaires, indépendants des habitations mitoyennes. Cette intervention a un nom : il s’agit d’une insertion.

9

Extrait du livre de REPIQUET Jacques, Extensions de maisons de ville et de banlieue, Architecture à vivre, Collection Construire, rénover, habiter, avril 2007, p. 12 Fig. 80 à 84 : photographies personnelles.

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Insertion

L’insertion correspond au fait d’insérer une construction sur un espace plus ou moins étroit compris entre deux bâtiments existants. Cette intervention permet donc de combler les parcelles abandonnées en dents creuses et dans certains îlots. Ainsi, elle se réalise en plein centres-villes et permet de densifier le tissu urbain déjà dense, en économisant les espaces périphériques, les terres agricoles…, apportant des logements supplémentaires dans les villes, ce qui répond à la demande actuelle. Les attitudes à avoir vont dépendre de la situation de l’environnement bâti existant. Nous pouvons cependant distinguer quelques situations possibles :

1.

Alignement et emprise de la surface totale

2.

Alignement côté rue avec arrière cour

3.

Rupture d’alignement avec parvis

4.

Alignement avec parvis

Fig. 85 : Implantation de l’insertion dans la dent creuse.

Fig. 86-87-88-89 : Insertion d’une maison (cas 2 et 4 combinés), qui offre une parfaite alternative à l’habitat individuel en ville. L’espace domestique se développe sur 4 niveaux et un passage au nord permet d’accéder à la cour en fond de parcelle, Lyon (69), 2011, Agence Tectoniques.

Fig. 85 : Figure personnelle. Fig. 86-87-88 : SEQUENCE BOIS n° 90, mai 2012, Maisons individuelles, p. 7-9 Fig. 89 : Photographie de Dominique Gauzin-Müller.

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Fig. 90-91-92 : Insertion d’une maison en alignement avec le front de rue et arrière cour (cas 2), Clamart (92), 2011, BM architectes, Stéphane Béranger et Fabrice Morandi.

Il est possible de respecter les hauteurs mitoyennes ou au contraire de choisir d’être plus bas voire plus haut. Cependant, les contraintes d’urbanismes limitent souvent les hauteurs et demandent de respecter l’alignement s’il existe.

Fig. 93 à 96 : Insertion totale d’un « immeuble E3 » de logement dans un îlot sur cour (cas 1), structure en bois, Berlin (Allemagne), 2008, Kaden Klingbeil Architekten.

Ainsi, l’insertion induit une construction sur plusieurs étages, avec des chantiers difficiles d’accès. Pour cette intervention, l’utilisation du bois en structure s’avère être avantageuse car elle se contente de dispositifs de levage légers. De plus, elle permet de réduire la durée des nuisances pour un meilleur respect des habitants et usagers du quartier, par la rapidité de mise en œuvre des constructions bois : 10 jours pour la maison à Clamart (figures 90 à 92) et 10 semaines pour le gros œuvre de l’insertion E3 à Berlin (figures 93 à 96). Les constructions en bois sur plusieurs étages posent néanmoins le problème des planchers ayant une certaine faiblesse acoustique. Ces contraintes peuvent être résolues par des dispositifs constructifs mixtes tels que les planchers bois/béton (la loi de masse étant alors respectée) et la désolidarisation des différentes couches… Les murs en bois ont l’avantage d’apporter un gain de surface considérable et non négligeable dans ce genre d’intervention où la surface au sol est limitée par les constructions environnantes, car l’isolation peut être incluse entre les montants de l’ossature. Ce gain peut aller jusqu’à 2,5% Fig. 90 à 92 : SEQUENCE BOIS n° 90, mai 2012, Maisons individuelles, p. 10-13 Fig. 93 à 96 : Dans la revue ECOLOGIK avril/mai 2009 n°08, Habiter écologique, p. 44-52

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selon Jean-Marc Pauget du Comité National pour le Développement du Bois (CNDB)10. C’est donc un avantage incontestable en centre-ville. « La majorité des obstacles techniques liés à la sécurité incendie peuvent être levés (résistance au feu, risque de propagation, détection…) »11.

Fig. 97-98-99 : Insertion en fond d’îlot (cas 1), la structure bois se glisse entre les murs mitoyens de façon indépendante, Grenoble, 1996, François Henno.

Ainsi, le matériau bois répond bien aux différentes interventions de densification urbaine - réhabilitation, surélévation, extension, insertion - de par ces avantages (cf partie 1 – Avantages de la construction en bois), son efficacité environnementale et son caractère intemporel combinant bien l’existant avec la nouvelle réalisation.

La partie suivante propose donc d’analyser une sélection de projets en structure bois, répondant à la question de ce matériau comme solution urbaine.

10

Dans la revue ECOLOGIK avril/mai 2009 n°08, Habiter écologique, p.46 Dans la revue ECOLOGIK avril/mai 2009 n°08, Habiter écologique, p.46 Fig. 97 à 99 : SEQUENCE BOIS n° 24, décembre 1998, Extension, surélévation, insertion 11

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Partie 3

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2.

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Analyse détaillée d’exemples :

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Projet 1 : Résidence Atrium en Autriche, Herman Kaufmann

Fig. 100-101 : Surélévation du Sutterlüty, Dornbirn (Autriche), bâti d’origine : 1983, réalisation : 2007, Hermann Kaufmann.

o

Philosophie de l’agence :

Créée en 1983, l’agence d’Hermann Kaufmann, composée de 22 employés, se situe en Autriche, dans le Vorarlberg. Etant issu d’une longue lignée de charpentier, Hermann Kaufmann passe la majeure partie de son enfance dans des scieries du Vorarlberg, région où le bois est une des seules richesses. Ainsi, la philosophie de l’agence s’inscrit dans une architecture durable où le bois est vu comme le matériau de la modernité architecturale. L’agence partage l’idée d’un habitat écologique accessible à tous, avec des concepts de basse énergie, de maison passive… Fig. 102 : Hermann Kaufmann.

Fig. 100-101 : FORESTIER Marc, PIETTET-BASCHUNG Mélanie, MOOSER Markus, Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011, p. 175 Fig. 102 : www.nextroom.at consulté le 27/05/12

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PROJET 1

o Situation du projet : La résidence Atrium est une surélévation en bois sur un supermarché d’une filiale – Sutterlüty Citypark – d’une chaîne de magasins créée dans les années 1950. Située au centre de la ville de Dornbirn, près de la zone piétonne et face à l’hôtel MartinPark, le magasin datant de 1983 doit être rénové car il ne répond plus aux exigences architecturales et fonctionnelles actuelles. Le toit du bâtiment existant étant disponible, la transformation prévoit un troisième et quatrième étages supplémentaires accueillant 21 logements et 2 bureaux.

o Conception :

Fig. 103-104 : Intérieur de l’atrium vu du 3ème et du 4ème niveau.

La surélévation s’organise autour d’un atrium central en bois, organisé sur deux niveaux, oasis de tranquillité en milieu urbain offrant une atmosphère chaleureuse et agréable. Il joue un rôle important : il permet l’accès aux logements et apparaît ainsi comme un espace semi-public planté (oliviers) favorisant les échanges. Les logements du 4ème étage sont accessibles par des passerelles qui traversent l’atrium. Les 21 logements ont une surface allant de 55 à 200 m2 qui se prolonge dans l’espace semi-public de l’atrium. Les pièces principales sont ouvertes sur de généreuses terrasses permettant de profiter du soleil et du panorama, tandis que les pièces secondaires sont tournées vers l’atrium et sont protégées des nuisances sonores de l’espace urbain. L’atrium est accessible depuis le rez-dechaussée et le parking par une nouvelle circulation verticale avec ascenseur, située sur le côté Nord. Fig. 103-104 : FORESTIER Marc, PIETTET-BASCHUNG Mélanie, MOOSER Markus, Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011, p. 176178

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o Construction : Le matériau de structure choisi pour la surélévation est le bois. En effet, une structure légère s’imposait pour une nécessité statique et afin de limiter les surcharges sur le bâtiment existant. De plus, la durée du chantier devait être la plus courte possible afin de ne pas perturber l’utilisation du magasin et la circulation au centre ville. Ainsi, la préfabrication a été possible avec le matériau bois : la structure a été érigée en 4 semaines seulement pour les murs extérieurs, les parois séparatives du 4ème étage et la charpente du toit. Tous ces éléments sont en panneaux à caissons en bois. Pour des raisons acoustiques, les planchers séparatifs et les parois ème porteuses du 3 niveau sont en béton. Les passerelles traversant l’atrium sont réalisées en bois lamellé-collé, reposant sur des poteaux ronds métalliques. A l’intérieur, le bois est omniprésent : parquet, bancs et jardinières intégrés sont en lames de mélèze ; l’habillage des murs en contreplaqué de douglas.

Fig. 105-106 : Plans, 3ème et 4ème niveaux.

Fig. : 107 : Coupe longitudinale sur le centre commercial City Park. Fig. 105-106 : FORESTIER Marc, PIETTET-BASCHUNG Mélanie, MOOSER Markus, Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011, p. 177 Fig. 107 : GAUZIN-MULLER Dominique, L’architecture écologique du Vorarlberg, 2009, p. 107

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PROJET 1

Fig. 108 : Coupe sur la moitié de l’atrium montrant l’intégration des bancs, des jardinières ainsi que le travail de la verrière.

L’utilisation du bois en tant que matériau de construction a permis, dans le cas de cette surélévation, l’emploi d’une structure légère adaptée aux contraintes de l’existant ainsi qu’une durée de chantier réduite grâce à la préfabrication. De plus, l’utilisation du bois à l’intérieur apporte une ambiance chaleureuse. Fig. 109 : Atrium, espace semi-public de rencontre et d’échanges. Fig. 108-109 : FORESTIER Marc, PIETTET-BASCHUNG Mélanie, MOOSER Markus, Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011, p. 178

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o Fiche technique : Lieu : mozartstrasse 1, A-6850 Dornbirn. Programme : surélévation du City Park pour 21 logements de 50 à 300 m2 (3024 m2) et 2 bureaux (122 m2) répartis sur 2 étages autour d’un atrium vitré, spacieux et lumineux. Maîtrise d’ouvrage : Sutterlüty GmbH & Co / Schertler-Alge GmbH, Lauterach. Maîtrise d’œuvre : Hermann Kaufmann ZT GmbH, Schwarzach (Autriche) • Stefan Hiebeler, chef de projet • Christoph Duenser, Thomas Prattes, Julia Nägele Küng et Vito Mussner, planificateurs. Bureaux d’études techniques : ingénieur civil, Mader & Flatz Ziviltechniker GmbH, A-6900 Bregenz et Merz Kaufmann Partner GmbH, A6850 Dornbirn • ingénieur bois, Merz Kley Partner ZT GmbH, Hard • génie électrique, Hecht Elektroplanung, A-6830 Rankweil et Electro Kirchmann GmbH, A-6932 Langen • physique/acoustique, Dr. Lothar Kunz. Entreprises : bois, Schertler-Alge GmbH, Lauterach. Surface : SHOB, 17 038,00 m2 • SHON, 3867,00 m2 • surface utile, 14 58ç,00 m2. Volume brut : 19 800,00 m3. Calendrier : octobre 2005 – août 2007. Bâti d’origine : 1983. Coût net des travaux : 7M d’euros. Système constructif et matériaux : Bois utilisé : 140 m3 stratifié • 40 m3 lamellé-collé. Prix : Holzbaupreis Vorarlberg 2007 dans la catégorie restauration/valorisation.

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Projet 2 : Quatre appartements, Angleterre, Kraus-Schönberg

Fig. 110-111 : Surélévation d’un entrepôt converti en immeuble résidentiel, Bradford (Angleterre), bâti d’origine : 1860, réalisation : 2008, Kraus Schönberg.

o Philosophie de l’agence : Tobias Kraus (né en 1969) et Timm Schönberg (né en 1971) sont deux architectes associés. Ils conçoivent des bâtiments pour des clients privés, des commerciaux et des clients du secteur public, toujours dans un contexte urbain. Leur démarche se tourne actuellement vers des travaux de réhabilitation de zones industrielles abandonnées, les périphéries des villes et des zones de conservation, ainsi que la rénovation de structure de bâtiments historiques. Soucieux d’un renouvellement urbain contemporain, leurs efforts visent principalement la relation du bâtiment avec son environnement construit, la cohérence entre les espaces intérieurs et extérieurs, les recherches spatiales… Ils vont d’ailleurs, pour chaque projet, analyser les situations des bâtiments afin de concevoir des projets durables. La densification urbaine est un sujet important pour l’agence. Le choix des techniques et des matériaux de construction dépend de leur impact énergétique. Une étroite relation de travail avec le maître d’ouvrage ainsi qu’une analyse en profondeur des besoins des personnes dans leur environnement social les aident à produire des bâtiments utiles et rentables, esthétiques et fonctionnels. Pour eux, l’architecture du futur se détermine par un souci d’économie des ressources dans la construction, l’utilisation d’énergies renouvelables et l’attention particulière portée aux productions d’énergies. Fig. 112 : Tobias Kraus et Timm Schönberg.

Fig. 110 : Architecture à vivre, octobre 2011, Hors Série Vivez sur les toits !, p. 95 Fig. 111 : www.kraus-schoenberg.com consulté le 29/05/12 Fig. 112 : www.architonic.com consultée le 29/05/12

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PROJET 2

o Situation : Au nord de l’Angleterre, construit dans le quartier historique de « Little Germany » - la petite Allemagne -, la « Hanover House » est un édifice classé que l’agence anglo-allemande Kraus-Schönberg doit réhabiliter. Ce quartier industriel du XIXème siècle servait au stockage des marchandises de commerçants allemands. Le quartier est très animé mais délaissé. Il est également très hétéroclite mais doit son unité à l’utilisation de la pierre calcaire du Yorkshire et aux toitures en ardoise. La « Hanover House » se trouve à l’angle de deux rues. Fig. 113 : Plan de situation.

o Conception : La surélévation de l’existant a très vite été envisagée par les architectes. Ils ont d’abord conçu un projet avec deux étages supplémentaires, projet qui a été refusé par les services d’urbanisme de la ville. Ils ont donc proposé un deuxième projet sur un seul niveau de surélévation, qui a été validé après quelques précisions apportées par Timm Schönberg :

« Nous avons fait valoir que les grandes fenêtres que l’on voit sur rue étaient la réinterprétation des lucarnes néogothiques du bâtiment voisin. Comme ces fenêtres, les nôtres peuvent être vues tel un prolongement de la façade au niveau de la toiture. »12 Fig. 114 : Façade sur rue, la nouvelle toiture est une réinterprétation des lucarnes néogothiques du bâtiment voisin.

Fig. 115-116-117 : Espaces intérieurs des « lucarnes ». Fig. 113 : www.plusmood.com consulté le 29/05/12 Fig. 114 à 117 : www.kraus-schoenberg.com consulté le 29/05/12 12 Extrait de la revue Architecture à vivre, octobre 2011, Hors Série Vivez sur les toits !, p. 90

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La silhouette résultant de ce travail est utilisée pour former les espaces de vie : quatre logements sont alors aménagés dans la surélévation. Les concepteurs regrettent d’ailleurs que cette sculpture n’abrite pas un seul logement, la loi du marché obligeant le promoteur à diviser le niveau pourtant dépourvu de points porteurs.

Fig. 118-119 : Plan de l’étage supérieur et coupe sur le bâtiment existant et la surélévation.

o Construction : La forme de la toiture répond d’abord à une nécessité structurelle : pouvoir faire un plan libre au dernier niveau, sans murs ni poteaux. En effet, la trame existante des poteaux en fonte ne permet pas une surcharge trop importante. Pour porter la toiture sans s’aider d’appuis intermédiaires, les architectes décident donc de tester les panneaux autrichiens de bois massif KLH. Le bois est un matériau durable et performant pour ce type de projet, car sa légèreté permet de minimiser les surcharges. Les parois des terrasses en forme de pyramides inversées sont donc en panneaux massifs KLH. Elles jouent le rôle de supports intermédiaires pour porter les trois poutres (figure 122), reprenant ainsi la charge du niveau supplémentaire créé en les reportant sur les murs périphériques existants. Les 15 mètres de largeur du bâtiment sont ainsi réduits à 11, 50 mètres.

1

4

2

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3

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1. Bâtiment existant 2. Longue portée 3. Trame structurelle existante 4. Portée réduite par la nouvelle structure 5. Mur en façade = supports porteurs 6. Plan libre Fig. 120 : Croquis de Kraus Schönberg.

Fig. 118-119 : www.plusmood.com consulté le 29/05/12 Fig. 120 : www.kraus-schoenberg.com consulté le 29/05/12

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PROJET 2

Mais un nouveau problème apparaît : les forces de poussée obliques sur les façades existantes pouvant les faire basculer vers la rue. Pour y répondre, un plancher en bois massif positionné de mur à mur permet de solidariser les façades opposées (travail en traction). En plus de son rôle de chaînage, il permet, en doublant l’épaisseur du plafond existant, d’augmenter l’isolation acoustique entre les étages.

Fig. 121-122-123-124 : Maquette conceptuelle et photographies du chantier.

Pour ce qui est du revêtement de la nouvelle toiture, l’utilisation traditionnelle de l’ardoise était impossible. En effet, la volumétrie étant complexe et les pentes de la surélévation trop faibles, il a fallu imaginer une autre couverture. Les architectes ont donc pris le parti d’un revêtement en zinc anthracite, rappelant la couleur des toitures en ardoise et intégrant donc le bâtiment dans son contexte.

La toiture, structure autoportante, est réalisée en panneaux de bois massif. Dans ce projet, l’utilisation du bois a permis de réduire les charges de la surélévation sur la structure existante. Les panneaux ont également permis une certaine liberté sculpturale créant des espaces extérieurs intéressants entre les pyramides inversées, supports de la toiture. Fig. 125 : Le couronnement existant Un léger retrait permet de conserver les est mis en valeur par un léger retrait qualités du couronnement existant. de la surélévation. Fig. 121 et 125 : www.kraus-schoenberg.com consulté le 29/05/12 Fig. 122 à 124 : www.plusmood.com consulté le 29/05/12

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o Fiche technique : Lieu : quartier historique de Little Germany, Bradford (Angleterre) Programme : réhabilitation et surélévation d’un ancien entrepôt – la « Hanover House » - converti en immeuble d’habitation de 20 appartements. Maîtrise d’ouvrage : Garbe Group. Maîtrise d’œuvre : Kraus Schönberg. Bureaux d’études techniques : ingénieur en structure, EDA, Richard Jackson • gestion du projet, MABER. Entreprises : eastwood construction. Surface : 290 m2 SHON • 1315 m2 au total. Volume brut : 5 200 m3. Calendrier : esquisse octobre 2005 • permis de construire en octobre 2006 • fin du chantier en mars 2008. Bâti d’origine : 1860 Coût net des travaux : 1,6M de livres (± 2M d’euros). Système constructif et matériaux : panneaux de bois massif contrecollé KLH et assemblage de poutres en contreplaqué • sanitaires Hans Grohe • cuisine Bespoke • ascenseur Kone • éclairage extérieur Erco • couverture Anthra-Zinc par VM Zinc • isolant Celotex et Kingspan • peinture murale Dulux.

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Projet 3 : Maison K3 à Hörbranz (Autriche), Hein-Troy

Fig. 126-127 : Réhabilitation, extension et surélévation d’une maison multi-familiale « K3 », Hörbranz (Autriche), bâti d’origine : 1960, réalisation : 2009, Hein-Troy.

o Philosophie de l’agence :

Fig. 128-129 : Matthias Hein et Juri Troy

Les deux architectes Matthias Hein et Juri Troy ont actuellement divisé leur agence pour créer chacun leur propre cabinet. Ils ont travaillé ensemble et ont participé à de nombreux concours où ils ressortent toujours avec de bons résultats. Leurs projets sont tournés vers la relation intéressante qu’il y a entre un espace intérieur et un espace extérieur, ainsi que les points de vue que peut offrir un bâtiment en rapport aux sentiments que cela peut procurer.

Fig. 126-127 : www.juritroy.com consulté le 28/05/12 Fig. 128 : www.competitionline.com consulté le 28/05/12 Fig. 129 : abduzeedo.com consulté le 28/05/12

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PROJET 3

o

Situation :

C’est dans la ville autrichienne de Hörbranz, offrant une vue imprenable sur le lac de Constance, qu’une maison familiale typique du Vorarlberg dans les années 60 va donner vie à la Maison K3. Le projet réalise le rêve de deux familles : avoir leur propre logement au-dessus de celui de leur parents. En effet, issus d’une famille de 8 enfants, les jumeaux, avec le consentement des six autres frères et sœurs, décident d’ajouter deux appartements dans la maison familiale. Le terrain étant trop petit pour subir une extension en annexe, les architectes décident de greffer des volumes en porte-à-faux sur la maison existante. Le but de la construction est d’apporter à toute la famille un enrichissement de vie favorisé par la présence de plusieurs générations dans la même maison. Fig. 130 : Plan de situation.

o Conception :

L’idée de base du projet est d’augmenter la surface habitable sans utiliser la surface peu généreuse du jardin. La solution des architectes apparaît alors : doubler la superficie en agrandissant le bâtiment existant par une surélévation en porte-à-faux allant jusqu’à 5 m de haut. Pour cela, les deux étages existants ont été conservés alors que le premier étage et le garage sur le côté ont été supprimés pour laisser place à de nouveaux volumes. Par conséquent, l’appartement du rez-de-chaussée reste aux parents, tandis que les deux familles bénéficient des logements Fig. 131 : Maquette conceptuelle. créés à l’étage, offrant une vue sur le lac de Constance à l’ouest. Ensuite, le concept est d’obtenir deux espaces de vie différents possédant chacun un maximum d’intimité. L’accès aux appartements est donc séparé et les espaces extérieurs sans vis à vis. Les frères désiraient également que les deux entités correspondent à chaque famille. L’indépendance respective est donc effectuée par les formes et dimensions différentes des volumes créés : un des appartements équivaut à une petite maison, l’autre à un loft. En contre partie, ce nouveau concept d’une maison pour trois familles, a l’avantage d’offrir des espaces communs tels qu’une salle de loisirs avec une terrasse donnant sur le jardin, un local à vélos, un lieu de stockage en sous-sol pour le jardin, et même deux chambres d’amis supplémentaires pour accueillir le reste de la famille. Fig. 130 : www.designboom.com consulté le 28/05/12 Fig. 131 : www.juritroy.com consulté le 28/05/12

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Fig. 132-133-134 : Ambiances intérieures.

o Construction : Le sous-sol et le rez-de-chaussée existants sont en béton armé (en gris sur les plans et coupes). L’extension venant se poser sur la dalle existante en béton, est réalisée en structure bois (en noir sur les plans et coupes). Le mur en porte-à-faux (le plus à gauche sur les plans) est fabriqué en une seule pièce et les ouvertures en saillies font respectivement 7,5 x 4,5 m et 5,5 x 5,5 m. Les parois intérieurs – 10, 16 ou 20 cm - permettent le maintien statique de l’ensemble. Les descentes de charges se font principalement sur les parois latérales.

Fig. 135 : Le mur en bois est fabriqué en une seule pièce.

La structure a été entièrement préfabriquée et mise en place en deux jours seulement. Le mur mitoyen entre les deux nouveaux logements est constitué de deux parties séparées par une lame d’air de 2 cm pour des raisons acoustiques.

Fig. 136-137-138 : Plans de la maison K3. Fig. 132 à 134 : www.juritroy.com consulté le 28/05/12 Fig. 135 : www.bauemitholz.de consulté le 28/05/12 Fig. 136 à 138 : www.designboom.com consulté le 28/05/12

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PROJET 3

La toiture et les planchers en saillis sont en bois lamellé-collé. Un revêtement en zinc vient couvrir le toit. Le bâtiment dispose désormais d’une enveloppe isolante - 16 cm pour l’existant et 20 cm pour l’ossature -, de fenêtres neuves, d’un nouveau plancher en bois et d’une ventilation contrôlée, réduisant alors l’ancienne consommation en énergie, malgré une surface habitable doublée.

Fig. 139-140-141 : Coupes de la maison K3.

Le projet se distingue également par ses détails et l’attention portée aux matériaux utilisés. L’enveloppe en sapin blanc et sa forme cubique apportent un aspect contemporain et original au bâtiment. Une relation exemplaire entre l’architecte et la famille a permis la réalisation de ce projet. Grâce à une bonne gestion du chantier, une conception pensée en amont, et une mise en œuvre rapide, les parents ont pu occuper la maison pendant les 12 mois de travaux. Les trois familles vivent aujourd’hui ensemble dans cette maison très compacte.

Fig. 142-143-144 : Le renfoncement à l’entrée, de 12 x 2,5 m, permet l’accès aux deux appartements et le stationnement des voitures semi abritées.

Fig. 145-146-147 : Les trois familles vivent aujourd’hui dans cette maison très compacte. Fig. 139 à 141, 143, 145 et 147 : www.designboom.com consulté le 28/05/12 Fig. 142 et 144 : www.juritroy.com consulté le 28/05/12 Fig. 146 : www.mkp-ing.com consulté le 28/05/12

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Fig. 148 : Coupes.

Fig. 148 : FORESTIER Marc, PIETTET-BASCHUNG Mélanie, MOOSER Markus, Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011, p. 94

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PROJET 3

L’agrandissement de cette maison traduit bien un certain attachement à un lieu et à une bâtisse par leurs propriétaires. Par l’utilisation d’une structure bois, les éléments préfabriqués ont permis une mise en œuvre rapide, limitant les nuisances et permettant aux parents de rester dans leur maison pendant les douze mois de travaux. De plus, la légèreté de la construction en bois a permis à la nouvelle structure de se poser sur la structure existante en béton armé avec un porte-à-faux de 5 m. L’utilisation d’un bardage en bois (sapin blanc) apporte une certaine modernité à cette maison datant de 1960. Cette forme d’habitat densifié offre une porte ouverte avantageuse aux villas individuelles. Fig. 149 : Maison K3.

o Fiche technique : Lieu : Hörbranz, Autriche. Programme : rénovation et agrandissement d’une maison multifamiliale sur plusieurs étages : la « maison K3 ». Maîtrise d’ouvrage : famille George et Mart Kienreich, Hörbranz. Maîtrise d’œuvre : Hein-Troy architects, Bregenz Wien (Autriche). Bureaux d’études techniques : ingénieur structure, Merz Kley Partner ZT GmbH, Dornbirn (Autriche). Entreprises : bois, Alpina Bau- & Holzelemente GmbH, Hard (Autriche). Surface bâtie : 268 m2. Volume brut : 1 310 m3. Calendrier : 2009. Bâti d’origine : 1960. Coût des travaux : non communiqué. Système constructif et matériaux : panneaux préfabriqués en bois sur la dalle existante en béton armé • bardage en lame de sapin blanc horizontales. Prix : BTV-Bauherrenpreis 2010 • Vorarlberg Hypo-Bauherrenpreis 2010 • Vorarlberg Holzbaupreis 2011.

Fig. 149 : www.juritroy.com consulté le 28/05/12

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Projet 4 : Maison « camouflée » dans la pente, Tectoniques

Fig. 150-151 : réhabilitation, surélévation et reconversion d’un ancien café en maison individuelle, la Croix-Rousse Lyon, réalisation : 2010, Tectoniques.

o Philosophie de l’agence : Créée il y a 20 ans, Tectoniques est une agence collective qui associe deux générations d’architectes et d’ingénieurs. Située dans le quartier de la PartDieu à Lyon, elle compte une vingtaine de collaborateurs. Spécialisée dans la construction en filière sèche, l’agence s’intéresse depuis longtemps au principe de construction à ossatures bois. Equipements publics, habitat, équipements de loisirs… de nombreux domaines permettent à Tectoniques de s’exprimer, associant à leurs réalisations une démarche environnementale. Quelques objectifs les guident dans leur démarche : assurer l’adaptabilité et l’évolutivité des ouvrages, placer l’écologie au rang d’outil conceptuel, « passiver » les constructions, éviter les complexités inutiles, envisager la forme architecturale comme un résultat et non comme un postulat, défendre un certain réalisme architectural…

o Situation : Situé dans un des plus denses quartier d’Europe, la Croix-Rousse, à Lyon, un ancien « Café au Savoyards » a été réhabilité en maison d’habitation. Installé sur une des collines de la ville, il fait l’angle d’un escalier et de la rue Diderot bordée par de hauts immeubles de plus de sept étages. La bâtisse, fermée depuis les années 80 est abandonnée. L’enjeu de ce site urbain, très dense, passant et en pente, est de créer une atmosphère Fig. 152 : La rue Diderot et ses hautes façades légère et des espaces de vie agréable. serrées. Fig. 150 à 152 : dossier de presse – mai 2011

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PROJET 4

Conception : Pour palier la situation très basse de la maison par rapport à son environnement bâti, l’architecte décide de remplacer le toit existant par un volume en bois. En cherchant la hauteur pour la pièce de vie, il cherche en fait à offrir un maximum de vues sur la ville et d’apport de lumière naturelle. Par conséquent, les façades est, sud et ouest sont exploitées afin de bénéficier de différentes ambiances au cour de la journée. La façade fermée au nord, est située à côté du mur voisin en pierres dorées. La démarche architecturale est également tournée vers un rapport entre l’architecture et la nature, la nature en ville. Le paysage végétal apparaît comme un élément à part entière dans le projet. Le nouvel étage permet d’accéder à un jardin sur le toit. Une terrasse végétalisée de type arbustive (1,50 à 2m) offre un jardin accessible où le garde-corps, noyé dans les arbres, n’est pas visible depuis la rue. Un deuxième jardin, dans une ancienne cour de 90 m2, est situé entre deux murs de pierres de 9 m de haut au Nord et à l’Est. Il est planté de végétaux grimpants. A terme, la façade sera recouverte par la nature. Le filet d’imitation végétale, fixé sur la partie neuve, est destiné à disparaître sous les végétaux. Fig. 153 : Filet imitation végétale

Les espaces sont organisés par niveaux : le rez-dechaussée sert aux activités ludiques, le premier étage est celui des enfants avec chambres et salle d’eau, le deuxième étage, totalement ouvert, correspond à la pièce de vie créée (cuisine, salle à manger, séjour) d’environ 60 m2 avec terrasse offrant des vues sur la rue et la ville.

Fig. 154-155-156 : Plans.

Fig. 157 : La terrasse sud-ouest offre des vues sur la rue et la ville.

Fig. 153 : Photographie de Dominique Gauzin-Müller. Fig. 154 à 157 : dossier de presse – mai 2011

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o Construction : La maison existante occupe 68 m2 des 165m2 de la parcelle. Un étage supplémentaire vient se poser sur la structure existante afin de libérer le jardin. Cet étage est en structure bois, préfabriqué et industrialisé, élaboré sur une trame de 50/50. La mise en œuvre sur chantier (hors démolition initiale) s’est déroulée en sept mois. La relation entre nouveau et ancien bâtiment est très nette : l’existant est conservé dans son état d’origine, sans traitement caméléon de l’intervention. Les tags sur les murs sont même conservés. La maison fait partie d’une Zone de Protection du Patrimoine Architectural, Urbain et Paysager (ZPPAUP). L’emboîtement neuf/ancien permet à l’existant de rester ancré dans l’histoire et le patrimoine.

Fig. 158 : La surélévation ne se pose pas strictement sur l’existant et génère des désafleurements et des biais qui restituent, aux interfaces, une nouvelle modénature.

« Cette extension image une évolution positive de la ville contemporaine, où les couches s’ajoutent et se superposent, sans renier l’histoire mais sans renoncer à l’actualisation des formes et de l’architecture. »13 L’espace intérieur de la surélévation est totalement ouvert. Tout est en bois clair afin d’apporter une ambiance calme et sereine : le sol est en bambous de lames à plat, les murs et plafonds sont des panneaux trois plis d’épicéa. La finition des panneaux laisse apparaître les nœuds du bois. L’agencement du mobilier est conçu avec ce même matériau pour conserver une certaine uniformité (plans de travail et bar de la cuisine, Fig. 159 : Cuisine et terrasse. rayonnages). En contraste au bois clair, le liège, très sombre, isole les parties extérieures de la bâtisse existante. Le liège et le bambou n’ont subi aucun traitement.

Fig. 160-161-162-163 : Pièce de vie principale : les surfaces et le mobilier sont traités en bois clair. Fig. 158, 160 à 163 : dossier de presse – mai 2011 Fig. 159 : Photographie de Dominique Gauzin-Müller. 13 dossier de presse – mai 2011, p. 8

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PROJET 4

La démarche environnementale va au delà d’une architecture en bois. Eco-construction, maîtrise des énergies, volonté d’apporter un peu de nature dans un tissu urbain très dense, sont le résultat d’un engagement vers une démarche durable. Le projet n’utilise donc pas de plaques de plâtre, pas de peinture, pas de faïences ni carrelages. L’eau chaude sanitaire est produite grâce à des capteurs solaires disposés sur la toiture, la ventilation est intégralement naturelle, une chaudière bois à haute performance permet de chauffer la maison, l’isolation est renforcée et la terrasse végétalisée joue également un rôle dans l’inertie thermique surtout l’été.

Fig. 164-165-166 : Façade Est sur la cour jardin : au centre, façade du projet, en bas, façade de l’existant.

Cette réhabilitation – surélévation est conçue en rapport au voisinage pour conserver l’identité initiale du lieu et permettre de bonnes cohabitations avec les usagers du quartier.

Fig. 167 : Terrasse donnant sur la rue et la ville, de nuit. Fig. 164 à 167 : dossier de presse – mai 2011

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Ce projet donne une réponse originale à la question de l’extension, même si elle peut parfois surprendre voire agacer. De plus, elle n’exploite pas la totalité de la surface disponible sur la parcelle. Cela dans le but de ne pas densifier d’avantage le quartier et de libérer un jardin comme nature dans la ville. L’équilibre entre le poids de la toiture supprimée et la structure en bois ajoutée est maintenu afin d’éviter toutes répercutions sur le bâtiment existant.


o Fiche technique : Lieu : Lyon, Rhône, France. Programme : réhabilitation, surélévation pour la reconversion d’un café abandonné en maison individuelle. Maîtrise d’ouvrage : Famille Rolland. Maîtrise d’œuvre : Tectoniques. Bureaux d’études techniques : Entreprises : menuiseries et aménagements intérieurs, Menuiseries Ferlay • charpente isolation, Schnieder • gros œuvre, Bailly • électricité, Etablissements Michel • chauffage-ventilation-climatisation (CVC), Plomberie du Rhône. Surface : 128 m2 créés 114m2 existants. Calendrier : 2010. Coût des travaux HT : 213 K€ Système constructif et matériaux : charpente, douglas + OSB • isolants, ouate de cellulose, liège et fibre de bois • habillages intérieurs et aménagements, panneaux trois plis épicéa • sols, bambous • menuiseries extérieures, mélèze • dispositifs énergétiques, ventilation naturelle • chauffage, gaz condensation • eau chaude solaire. Démarche environnementale : éco-construction (bois et produits d’origine végétale), maîtrise de l’énergie (production d’eau chaude sanitaire solaire, ventilation naturelle intégrale, chaudière bois à condensation haute performance, isolation renforcée, toiture végétalisée compense le déficit d’inertie de l’ossature bois), présence de la nature en ville, préoccupation de la densité d’occupation du sol.

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- Projet 5 : Agence d’architecture à la Part-Dieu, Tectoniques

Fig. 168-169 : réhabilitation en cœur d’îlot : atelier d’architecture, la Part-Dieu Lyon, réalisation : 2011, Tectoniques.

o

Philosophie de l’agence :

Même agence que le projet 4.

o Situation : Le terrain, situé en plein quartier des affaires de la Part-Dieu sur la rive gauche du Rhône, renferme une ancienne imprimerie. Cette dernière est une grande halle couverte par une charpente en bois, qui va être aménagée pour les nouveaux bureaux de l’agence Tectoniques. A cause d’un manque de surface, l’agence déménage du quartier dense et pentu de la Croix-Rousse, occupé par de vieux immeubles. Fig. 170 : Plan de situation, Part-Dieu, Lyon. Ainsi, elle s’installe dans le quartier de la Part-Dieu, quartier « moderne » des années 70 actuellement en pleine rénovation urbaine et constructions de nouvelles tours de bureaux. La situation du projet a l’avantage d’être proche des transports et notamment de la gare TGV. Les anciens bureaux étaient largement vitrés et ouverts au rez-dechaussée d’une place arborée dominant la ville. Le parti pris d’une nouvelle agence en cœur d’îlot et en retrait de la rue est donc un enjeu important. Pour les architectes, construire leur propre agence c’est être à la fois le maître d’œuvre et le maître d’ouvrage. Cela implique un travail pointilleux de conception du projet qui deviendra leur outil d’affichage pour les futurs clients et un terrain d’expérimentation. Fig. 168 : dossier de presse – mai 2011 Fig. 169-170 : www.tectoniques.com consulté le 29/05/12

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PROJET 5

o Conception : Les règlements d’urbanisme interdisent l’ajout de surface mais autorisent à en soustraire. Le volume existant est alors en partie creusé afin de créer un patio vitré, apportant un jardin au cœur de l’agence. La forme de « U » qui en résulte bénéficie de la lumière naturelle issue de cette ouverture. A cela s’ajoute un traitement très clair des sols et des murs, offrant un plus grand apport de lumière Fig. 171 : Patio taillé dans le volume existant. diffuse du nord. Le parti pris de ce projet est donc de créer son propre paysage afin de palier la situation de la parcelle dans le contexte urbain dense du quartier. Les végétaux et les arbres, choisis en fonction de leurs évolutions saisonnières, apportent une ambiance différente au cours de l’année.

Fig. 172-173-174 : Le rez-de-chaussée et la mezzanine sont conçus comme des lieux très ouverts.

L’organisation de l’espace est conçue pour mettre en avant le partage et la mise en commun tout en préservant l’intimité des postes de travail. C’est pourquoi, le rez-de-chaussée et la mezzanine forment un espace très ouvert, bordé par quatre salles de réunions pouvant servir également de salles de travail, de salles à manger, d’isoloirs… Les plateaux des postes de travail de 99 cm de haut permettent des postures assis/debout favorisant les échanges entre les associés et collaborateurs. Et, chaque pièce est tournée vers le patio, apportant calme et sérénité.

Fig. 175 : Accès à la mezzanine.

Fig. 171, 172, 174 et 175 : www.tectoniques.com consulté le 29/05/12 Fig. 173 : Photographie de Dominique Gauzin-Müller.

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Fig. 176-177-178-179 : Les rangements en bandes filantes créent une organisation en alcôves.

Fig. 180 : Plan du rez-de-chaussée.

Fig. 181 : Plan du 1er étage. Fig. 176 : dossier de presse – mai 2011 Fig. 177 et 178 : Photographie de Dominique Gauzin-Müller. Fig. 179 à 181 : www.tectoniques.com consulté le 29/05/12

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PROJET 5

Fig. 182 : Coupe transversale.

o Construction : Depuis sa création, l’agence essaie de mettre en avant et de défendre les avantages de la filière sèche. La construction est donc réalisée presque exclusivement en bois. Pour les architectes, c’est aussi une démonstration d’un point de vue architecturale, technique et au niveau du confort naturel des ambiances. L’enveloppe est constituée d’un mur en ossature bois avec isolation intégrée de 30 cm en ouate de cellulose. Avec le doublage à l’extérieur et l’habillage à l’intérieur en panneaux trois-plis, l’épaisseur totale du complexe est de 80cm. Du fait de cette forte épaisseur, les châssis en mélèze sont placés au nu extérieur et confèrent des niches côté intérieur (figure 179) pouvant servir de présentoirs d’échantillons. Cette largeur ainsi que la haie de bambou plantée devant la façade permettent de limiter les vis à vis par une mise en distance. Les ouvertures irrégulières s’insèrent dans le calepinage d’apparence aléatoire du revêtement en panneaux Trespa de couleur vert malachite métallisée. La structure de la charpente existante est en partie conservée et remplacée par une structure mixte bois-métal intégrant une isolation en ouate de cellulose de 40 cm. Fig. 182 : www.tectoniques.com consulté le 29/05/12 Fig. 183 : dossier de presse – mai 2011 Fig. 184 : www.tectoniques.com consulté le 29/05/12

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Fig. 183 : Construction de l’enveloppe.

Fig. 184 : Enveloppe habillée de panneaux Trespa couleur vert malachite métallisée.


Les revêtements intérieurs – planchers, mobilier, cloisonnements- sont faits avec des panneaux trois-plis en épicéa clair. Les autres matériaux utilisés sont le verre pour les baies vitrées du jardin et quelques cloisonnements, le métal brut pour les garde-corps et les portiques de la nouvelle structure et une chape Anhydrite vernie pour le sol. A l’image de l’agence elle-même, le projet assimile une démarche environnementale, notamment par : la sur-isolation des façades et de la couverture, des systèmes de ventilation double flux et ventilation naturelle nocturne, un travail sur l’éclairage naturelle et l’éclairage artificiel graduable, et un plancher chauffant alimenté par une pompe à chaleur nourrie par un forage sur nappe.

L’insertion en cœur d’îlot a permis à l’agence Tectoniques de concevoir un lieu de travail à son image et selon ses pensées architecturales et techniques. C’est alors qu’elle a créé une ambiance chaleureuse par l’utilisation du bois en structure et en revêtement, mais aussi par la réalisation d’un patio formant un jardin dans le contexte urbain dense.

Fig. 185 : Jardin apportant une grande sérénité.

Fig. 185 : Photographie de Dominique Gauzin-Müller.

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faîtière métallique

PROJET 5

lambourde panne faîtière couverture zinc bardage bois en mélèze

pannes composites bois en I parement bois panneau trois-plis TILLY pin 19mm châssis de ventilation sortie d’air haute façade nord

parement intérieur panneau trois-plis Tilly en pin 19mm

double portique métallique (profile en U) moisant l’ancienne charpente

poutre bois contrecollée en pin châssis bois en mélèze double vitrage lame argon

isolant polyuréthane 80mm longrine béton drain gros béton

Fig. 186 : Coupe côté jardin. Fig. 186 : www.tectoniques.com consulté le 29/05/12

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étanchéité bicouche autoprotégée de Soprema, Elastophène flam ardoise sur Sopralène flam 180C + support d’étanchéité panneau OSB 18mm + litelage de ventilation 30/50mm + pare-pluie + panneau OSB 15mm + chevrons 50/100mm + pannes 50/100mm + pannes composites bois en I 250mm / arbalétrier + ouate de cellulose soufflée 350mm + pare-vapeur + contre litage bande d’égout métallique caniveau métallique étanche panne sablière

châssis bois en mélèze double vitrage lame argon

panneaux trois-plis TILLY en pin 19mm + lattis 30/50mm, passage technique + panneau OSB 18mm + ossature en bois 250mm avec ouate de cellulose + isolant laine de bois 60mm + litelage + bardage panneaux stratifiés massif bois résine Trespa, teint vert malachite châssis de ventilation entrée d’air basse façade sud

grille métallique châpe Anhydrite vernie 70mm + plancher chauffant/rafraichissant REHAU + plaques plots polystirène 70mm + dalle existant 200mm ancienne fondation du mur

Fig. 187 : Coupe côté entrée. Fig. 187 : www.tectoniques.com consulté le 29/05/12

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PROJET 5

o Fiche technique : Lieu : Lyon, Rhône, France. Programme : Atelier d’architecture à la Part-Dieu. Maîtrise d’ouvrage : SCI TDN. Maîtrise d’œuvre : Tectoniques. Bureaux d’études techniques : énergie, fluides, Technip TPS • support énergies renouvelables, Inddigo • structure bois, Arborescence • bureau de contrôle, Apave. Entreprises : bois, Schneider • béton, Bailly • menuiseries, Ferlay • électricité, courants faibles, Tertiel • chauffage ventilation climatisation, Moos • plâtrerie peinture, Erding • étanchéité, ACEM • chape, Chapisol • espaces verts, Greenstyle • sols collés, Soria • forage, Ozon. Surface : 503 m2 SHON. Calendrier : 2011. Coût des travaux : non communiqué. Système constructif et matériaux : façades, panneaux Trespa • habillages intérieurs et mobilier trois-plis en épicéa de chez Tilly • châssis en mélèze • chapes anhydrite teintée • sols collés en caoutchouc Artigo • stores, Griesser • quincaillerie, Hoppe • luminaires, Philips, Artémide, flux, Erco • pompe à chaleur, CIAT • stockages, Provost. Démarche environnementale : une sur-isolation des façades et de la couverture • un plancher chauffant réversible alimenté par une pompe à chaleur nourrie par un forage sur nappe • une ventilation double flux avec récupération de chaleur • un dispositif de ventilation naturelle nocturne pour les périodes chaudes, ouvrants motorisés avec circulation d’air traversant nordsud • un éclairage naturel abondant permettant de travailler en lumière naturelle • un éclairage artificiel graduable, asservi à des détections de présence et des cellules photosensibles.

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Conclusion Aujourd’hui, les dangers de l’étalement urbain sont bien présents : le sol est une ressource épuisable que nous devons préserver. La densification urbaine, si elle est faite dans une logique urbanistique et collective, est une solution à l’engagement vers une économie du sol. Comme nous venons de le voir à travers ces pages, le bois peut s’approprier à différentes expressions formelles favorisant ainsi son utilisation dans les possibilités de densification des agglomérations : surélévations, extensions, restructurations de bâtiments et insertions. Chaque projet est cependant unique et s’inscrit dans un contexte spécifique à sa région. Il convient d’inventer de nouveaux modèles et d’interroger l’existant dans sa capacité de se transformer. Comme nous avons pu le voir avec les réalisations présentées dans ce mémoire, plusieurs solutions peuvent répondre à l’évolution d’un bâtiment, que ce soit en France ou ailleurs. Le bois, seul matériau renouvelable, était, est et sera encore un matériau noble. Par ses nombreux avantages et son adaptabilité, il permet d’allier esthétisme et technique afin de transformer l’habitat et de répondre aux évolutions des modes de vie, pour tenter d’ajuster l’existant à la demande. Les bâtiments d’origine deviennent alors la base d’un édifice hybride. Sa résistance par rapport à son poids le rend aussi très attractif pour les parcelles exiguës et les dents creuses des centres-villes. De plus, son utilisation bénéficie d’une rapidité de mise en œuvre grâce à la préfabrication en atelier qui permet également des chantiers plus propres et moins bruyants. La multiplication des extensions et des surélévations en bois est un facteur de renouvellement du paysage, notamment dans les quartiers pavillonnaires. Elles permettent en effet de reconsidérer l’enveloppe du bâtiment existant d’un point de vue esthétique et thermique. Le bois apparaît donc comme une solution efficace aux problèmes de logement en ville. Il apporte une réponse profitable aux approches environnementales, écologiques dans une situation actuelle de crise économique et énergétique. L’avenir du bois est très prometteur. Néanmoins, le progrès technique et les nouvelles découvertes sont capables de faire basculer l’âge du bois à n’importe quel moment. Alors quel avenir pour le bois ? La récolte est actuellement largement inférieure à la production biologique de la forêt. Mais, si demain les sept milliards d’individu de la planète utilise le bois comme matériau de construction et comme énergie, afin de satisfaire le développement durable, les forêts seront-elles encore assez abondantes et protégées comme il se doit ? Elles seront peut-être en danger ! Avec les énergies fossiles, nous avons déjà commis l’erreur de penser que la Terre offrait des ressources inépuisables. Ne faisons pas la même erreur avec le bois… Afin de limiter les dégâts, nous devons alors utiliser des bois labellisés venant de forêts gérées durablement si nous voulons éviter toute pénurie de ce précieux matériau. 83


Bibliographie LIVRES DARMON olivier, 20 maisons bois, archi pas chère, 2007 DARMON olivier, 20 extensions de maisons, archi pas chère, octobre 2008 D'ERM Pascale, Maisons en bois, du rêve à la réalité : Votre projet de construction ou d'extension pas à pas, collection Habitat écologique, ULMER, 2008 FORESTIER Marc, PIETTET-BASCHUNG Mélanie, MOOSER Markus, Surélévations en bois, densifier, assainir, isoler, Presses polytechniques et universitaires romandes, juin 2011 GAUZIN-MULLER Dominique, Construire avec le bois, Le Moniteur, Février 1999 GAUZIN-MULLER Dominique, 25 maisons en bois, Le Moniteur, 2003 GAUZIN-MULLER Dominique, 25 maisons écologique, Le Moniteur, 2005 GAUZIN-MULLER Dominique, L’architecture écologique du Vorarlberg, Le Moniteur, mai 2009 GAUZIN-MULLER Dominique, Le bois dans la construction, Le Moniteur, Paris, 1990 HALLE Francis, Plaidoyer pour l’arbre, Acte Sud JODIDIO Philip, WOOD architecture now, TASCHEN, 2011 REPIQUET Jacques, Extensions de maisons de ville et de banlieue, Architecture à vivre, Collection Construire, rénover, habiter, avril 2007 SCHITTICH Christian, Construire dans l’existant, édition détail, 2006 REVUES Architecture à vivre Maisons, n°47, mars/avril 2009, Spécial maisons bois Architecture à vivre, octobre 2011, Hors Série Vivez sur les toits ! BOIS, n° 50, avril-mai 2011, avant/après D’a-guide, supplément d’architectures du n°199, avril 2011, Construction bois : en quête d’expressivité ECOLOGIK avril/mai 2009 n°08, Habiter écologique ECOLOGIK février/mars 2011 n°19, Villes en transition ECOLOGIK octobre/novembre 2011 n°23, Logement social et durable Les cahiers techniques du bâtiment, n°240, février 2004, www.lemoniteur.fr Les cahiers techniques du bâtiment, n° 304, mars 2011, www.lemoniteur.fr Maison et Bois international, n° 86, janvier 2009, A Paris, la rénovation tout en finesse d’un vieil atelier SEQUENCE BOIS n° 6, septembre 1995, Extension, surélévation, réhabilitation SEQUENCE BOIS n° 23, octobre 1998, Les bois composites SEQUENCE BOIS n° 24, décembre 1998, Extension, surélévation, insertion 84


SEQUENCE BOIS n° 48, janvier 2004, Ambiances Bois SEQUENCE BOIS n° 51, juillet 2004, Transformations dans l’habitat SEQUENCE BOIS n° 52, novembre 2004, Bois massif et bois massif reconstitué SEQUENCE BOIS n° 65, mai 2007, Construire dans la pente SEQUENCE BOIS n° 76, juillet 2009, Eco-construction SEQUENCE BOIS n° 84, mars 2011, Habiter la densité SEQUENCE BOIS n° 90, mai 2012, Maisons individuelles SEQUENCE BOIS hors série 50F, janvier 2000, Le bois dans l’habitat SEQUENCE BOIS hors série 2007-2008, Intervention sur l’existant FILMS Arthus-Bertrand Yann, HOME, Besson Luc, juin 2009 Gauzin-Muller Dominique, L’architecture en bois moteur d’une approche écoresponsable, Conférence ENSAS, 4.12.2007 SITES INTERNET www.bois.com

Le site de référence pour tout savoir sur le bois.

www.bimby.fr

Build in My Back Yard : pour un nouveau mode de développement urbain.

www.cndb.org

Comité National pour le Développement du Bois.

Entreprises du bois : www.binderholz-bausysteme.com www.cbs-cbt.com www.dold-holzwerke.de www.finnforest.com www.hms-systeme.eu www.klh.at www.metsawood.com www.mm-kaufmann.com www.objectif-bois.fr www.schilliger.ch www.tilly.at Agences d’architecture : www.juritroy.com www.kraus-schoenberg.com www.mkp-ing.com www.tectoniques.com

Les images de la couverture sont tirées des sites Internet consultés le 1.06.12 : www.dold-holzwerke.de et www.tectoniques.com (pour l’illustration du projet de l’agence à Lyon).

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Ce mémoire d’architecture propose une réflexion sur l’utilisation du bois dans la construction urbaine. Il présente les techniques de construction de la filière sèche en bois ainsi que les avantages de ce matériau en temps qu’élément structurel. Cet écrit propose également une comparaison des différents panneaux structurels dérivés du bois. En décrivant des possibilités de densification urbaine - restructuration, surélévation, extension, insertion – cette étude tente d’apporter une réponse à la question du bois comme solution à la densification des villes. Enfin, il dresse une analyse détaillée de 5 projets traduisant différentes interventions de renouvellement urbain.

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Le bois comme solution urbaine ?  

Mémoire d'architecture

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