th4 métropole créative – maison préfabriquée écologique et paramétrique

De l’atome à la métropole

Note d’intentions

Mon idée de la préfabrication est celle d’un jeu d’assemblage, comparable au monde de l’atome et de la molécule. La difficulté se situe dans le dessin même de l’atome et surtout dans ses liens, qui produisent la molécule, l’objet final, ou un pallier pouvant atteindre la cellule, le corps, la mégalopole…

Il faut concevoir un nombre limité d’objet structurel dont la forme permet une multiplicité d’usage. La forme de l’objet permet avec des changement minime de devenir mur, plancher, toiture, voir fondation, etc…

Il faut porter une très grande réflexion sur les modules d’assemblage. Tout la difficulté des dômes géodésiques, des constructions qui y sont affilier(qui s’y rapporte) se situe dans les module d’assemblage.

Les éléments de base doivent offrir une flexibilité et doivent s’adapter au besoin en constante évolution. La variation des paramètres, utilisateurs, matériaux, sites, usages, besoins, coûts, etc, vont donner la forme.

Les éléments de bases, les atomes, vont se combiner, s’assembler et façonner la maison ; et celle du voisin. Elles n’ont de commun que les éléments constructifs. Les possibilités de création et d’assemblage doivent tendre vers l’infini. L’idée est de fabriquer du différent avec des éléments standards. Exemple : les briques Kapla.

Ces objets structurels doivent être petits : en combinant l’infiniment petit on peut arrive au grand, l’inverse est peu probable. De surcroit des éléments préfabriqués petits et légers permettent une plus grande liberté dans le transport, et le montage.

Une utilisation composite de matériaux, où chacun doit être utilisé avec les pleines qualités qu’ils offrent : alléger la structure, isolation, coût, coût écologique, poids, fabrication, transport, difficulté d’assemblage etc…

Carte mentale et géographique de références

coming out : l’idée, le concept

18.10.2013.pdf

Système durable de préfabrication

La question du projet de logements préfabriqués fait émerger quelques réflexions.  Il nous est demandé lors de ce studio de nous prononcer sur notre vision du logement d’une part : Qualités architecturales et usages qu’en fait celui qui l’habite. De plus ce logement doit répondre à une problématique actuelle, l’écologie, qui pose les questions de notre consommation de ressources, de stockage ou de création et doit donc avoir une grande filiation avec l’économie du projet. C’est ce qu’on peut nommer le « but ». La question de la préfabrication quant à elle pose les questions du comment fait-on pour atteindre ce but? Et avec quoi? Cela peut être traduit par le « moyen ».

De façon plus précise, j’estime devoir me prononcer sur trois éléments : la tectonique (construction, matérialité), la typologie (social, programmatique, usage), la topologie (le contexte, le paysage)

La tectonique est l’art de lier les éléments entre eux, pour ce domaine je pense que la question de l’économie est très importante. L’efficacité de production, de montage doit faire partie d’un système. « Le temps c’est de l’argent ». Le système peux être sur le principe poteaux poutres ou plus massif celui du mur-planché, on pensera plutôt à un système en kit réduisant la durée du chantier avec des ouvriers qualifiés. Question matériaux, les recherches sur le matériau naturel du bois se sont accélérées ses dernières décennies notamment dans le canton de Vorarlberg par l’entreprise Kauffmann. Les qualités structurelles et physiques de ce matériau sont remarquables d’autant plus que le bois est écologique. En poussant à la construction préfabriquée en bois on augmente l’intérêt en France d’un développement d’un parc forestier destiné à cet usage. La France a par rapport à l’Allemagne, la Suisse et l’Autriche un grand retard. Il est donc possible qu’au cours du temps les coûts de transports (import notamment) diminuent.

La typologie du logement est la plus privée et la plus appropriée qui soit, de ce fait elle évolue en fonction des besoins de l’occupant (agrandissement de la famille par exemple) en fonction du temps. Les questions d’adaptabilités (extension, réduction…) sont primordiales. La construction d’un système est pour moi plus pertinente à cet effet et n’enlève pas les capacités de conception à l’architecte.

La topologie est la question du contexte, du paysage. Le parc du bâti en France vieillit et le travail de l’architecte est déjà de gérer cette question de l’existant. Il est possible avec la question de la préfabrication de gérer les liens entre existant et nouveau bâti de manière bien plus efficace que le plug-in. De plus d’un point de vue économique et écologique, l’adaptation au site par la connaissance d’un professionnel permet de tirer partie passivement (low-tech) des ressources disponibles : ventilation, lumière solaire, bâtis mitoyens.

En quelques mots je prône un système de pré-fabrication en bois permettant de gérer  les capacités d’un contexte urbain complexe. Ce système doit permettre aussi l’adaptation aux besoins du résidents. C’est aussi une manière militante de voir revenir la construction bois dans la ville et pousser à l’augmentation du parc forestier réservé à cet effet.

Résumé audio des intentions

Liste des références théoriques et exemples d’applications:
Théorie du projet
- Construire l’architecture: du matériau brut à l’édifice, Deplazes Andrea, ed. Birkaühser, 2008
- Wendepunkt im Bauen, Konrad Wachsmann, ed. DETAIL 1959 (Allemand)
- Conférence: 1 Architecte 1 Bâtiment du pavillon de l’Arsenal, Shigeru Ban, 2001
Applications
- Hermann Kaufmann Architecte  (Allemand/ Anglais / Français)
- LCT 1 Première tour en système hybride Bois et Béton (Video Youtube)
- Cheret & Bozic Architekten, prône le retour du bois dans la ville (Allemand)

Compacte et perchée ?

Ecologique
Compacité – Surélévation

Aujourd’hui la question écologique est devenue essentielle, et elle est encore plus importante lorsqu’on travaille la dimension paramétrique pour une production de maisons individuelles en série car l’impact de l’habitat humain sur l’ordre naturel est multiplié. Il est donc nécessaire de concevoir une unité la plus économique possible en discernant les paramètres sur lesquels l’architecte peut travailler avec efficacité et qui sont générateurs d’architecture. Par exemple une stratégie efficace qui affecte la forme de la maison et sa distribution est le choix de la compacité. Elle permet de diminuer au maximum les surfaces à isoler thermiquement. Pour tirer parti de ce choix il est probable que la maison se développe sur au moins deux niveaux.

La montée des eaux dûe au réchauffement climatique et aux crues naturelles oblige à se poser la question de la relation au sol. Pour des maisons individuelles en série qui ont vocation à pouvoir s’implanter dans différents sites, il est encore plus important que ce facteur éventuel soit pris en compte. Cette reflexion s’accompagne de la nécessité de s’adapter à différentes topographies sans compromettre les qualités de la maison et son orientation. Qu’elle se fasse grâce à des pilotis ou à des socles cette surélévation de l’habitat permet aussi de ne pas faire barrière aux flux entre niches écologiques.

Carte 1: Communes inondables en France

Carte 2: Perspective d’évolution démographique sur la période 2000 à 2020. (A mettre en relation avec la carte 1)

« Dans le contexte de réchauffement climatique actuel, pour la France métropolitaine, les épisodes pluvieux vont probablement s’intensifier en hiver et se raréfier en été (Planton 2007). Si on ajoute le facteur démographique, la comparaison de la Carte 1 présentant les territoires potentiellement inondables (Prim.net) avec la carte 2 présentant les perspectives d’évolution démographique (DATAR, …), montre que la gestion des territoires inondables est prégnante.  »

http://developpementdurable.revues.org/7413

Carte 3: Zones inondables de la région parisienne en cas de crue centennale de la Seine

Carte 4: Plus hautes eaux connues des crues de l’Oise dans le secteur de Cergy

Economique

L’avantage économique que l’on tire de la préfabrication doit permettre avant tout de rendre accessible ces logements au plus grand nombre. Donc je pense que c’est une erreur de trop se reposer sur les économies d’énergie à long terme pour amortir le prix d’une maison usant de technologies coûteuses. Encore une fois je préfère à cet effet me servir de la forme de la maison et d’une enveloppe modulaire intégrant toutes les épaisseurs entièrement préfabriquée qui la rende moins chère. De cela aussi dépend le succès commercial.

Paramètrique

Un des paramètres pourrait tenir à la capacité évolutive de la maison pour que sa surface soit toujours adéquation avec les besoins des habitants. Pour cela il faut trouver une relation entre le module constructif et le volume nécessaire à une famille de tant de personnes, de manière à adapter la maison lors du départ d’un de ses membres. Afin que jamais l’espace ne soit gâché, en même temps que l’énergie qui sert à le chauffer. Dans cette optique la maison doit pouvoir se démonter module par module.

Début de liste de références (Bois/Compacité/Surélévation):
House 205, Barcelona, H arquitectes
Loblolly House, Kieran Timberlake
House Wucher, Maaars Architecture
House Mühlgraben, Maaars Architecture
House to catch the forest, Tezuka Architects

Le logement préfabriqué comme nécessité

Face à un accroissement exponentiel de la population sur terre, la question de l’habitat est un enjeu fondamental à l’heure actuelle.
Le logement préfabriqué, économique, et par définition facilement démocratisable, est devenu une nécessité indéniable face à cette situation.

 
Comment l’interpréter ?

J’ai associé ces notions à l’hébergement immédiat, le logement  d’urgence.
Réduire les couts de fabrication ainsi que le temps de mise en œuvre, pour une distribution à visée plus large.
Le projet envisagé doit être polyvalent, c’est-à-dire s’adapter à de multiples situations.
Le site, l’usager, le climat et le mode de vie ne sont pas des paramètres stables mais variants.
La structure reposerait sur une base identique, simple,  et composée de matériaux durables.
Le plus  apte à  répondre à ce type de construction serait alors le bois. Il dispose de nombreux avantages tels que la légèreté de la matière, permettant un transport plus aisé sur tout type de lieu.  C’est un matériau de proximité, durable,  biodégradable et facilement modulable.
Le projet doit facilement s’inscrire dans son site, il ne doit pas nécessairement prendre position sur un sol, mais pourrait être une architecture flottante. Cela constituera soit une variante du projet initial, soit le projet en lui-même.
Sa surface serait adaptable en fonction du besoin, pouvant ainsi loger une personne seule ou une famille. Il s’agirait alors d’un objet isolé ou associable à d’autres, mais à petite échelle.

L’innovation du préfabriqué

Autrefois, le logement préfabriqué était considéré comme une solution facile et bon marché en cas de problème de logements urgents. Le préfabriqué est aujourd’hui synonyme de design ambitieux et de détails sophistiqués. Cette architecture avait pour appartenance aux «nomades» pour leur déplacement facile et transport léger. Cette préfabrication vient à se sédentariser dans le milieu urbain.

Le principal enjeux est de construire des logements « développement durable » pour le plus grand nombre, et être moteur de l’innovation en préfabrication permet d’accélérer le processus. Les paramètres à prendre en compte pour ce mode de construction sont, la liberté architecturale de la forme, les prix compétitif, les recherches sur les propriétés thermiques et mécaniques des différents matériaux. Ces critères optimisées doivent permettre de concilier utilité et potentialité des matériaux, l’économie du projet, et surtout la relation de l’habitant dans l’habité tout en intégrant les exigences d’une production en série. La standardisation est adaptée à l’architecture minimaliste et aux formes simples et compactes de l’habitat à faible consommation d’énergie. La répétitivité facilite l’optimisation de la matière et les détails de construction. Les finitions en usine sont supérieures, les déchets sont recyclés et valorisés. L’avantage du bois est que chaque déchet peut être valorisé. La préfabrication en atelier est aussi une réponse efficace à la réduction des nuisances de chantier, car elle limite sa durée et donc le bruit, les poussières et la circulation des engins. L’idée même de la préfabrication est de déplacer la phase de construction du chantier vers l’atelier pour limiter le travail sur site à l’assemblage où la mise en place selon un plan préétabli. La préfabrication est donc la réalisation en atelier d’éléments discontinus dont la continuité doit être rétablie sur chantier. Une construction bois peut être facilement réparée, agrandie ou modifié, et la fin de vie d’un bâtiment de ce type est détruit et recyclée.

Le tout à l’égout ? Quel gâchis !!!

« Le tout à l’égout ? Quel gâchis !!! » Parole d’un habitant des années 2080

Rifkin nous promet un avenir sombre si nous ne prenons pas garde à changer de cap. Le prophète américain nous montre la voie à suivre. Et nous devons nous convertir aux énergies renouvelables si nous désirons survivre. Les perspectives sont mauvaises et dans ce contexte il me semble primordial de valoriser des déchets naturels que l’on méprise aujourd’hui et qui permettraient de rendre les logements presque autonomes à 100%.

Nos excréments et nos urines constituent des sources d’énergie inexploitées et disponible toute l’année. Car c’est bien le problème des énergies intermittentes telle que le soleil ou le vent. Ils ne sont pas là tout le temps et sont inégalement répartis sur le territoire. Les récentes inventions permettent d’entrevoir des solutions applicables au domaine du logement et permettant de s’affranchir des modèles centralisés de l’énergie.

Car après tout, l’habitant est devenu au cours du siècle un personnage aux compétences multiples et il arrive désormais au rang de producteur, de gestionnaire de son énergie et  de ses activités. Parviendra-t-il à s’affranchir des grandes multinationales ? Car la question du coût est terrible. C’est pour cela que l’utilisation de nos déchets est si importante. Le débat des énergies est similaire à celui des systèmes d’exploitation.  Préfère-t-on des systèmes fiables mais cher ou gratuit et qui nécessitent un investissement personnel énorme ? Aujourd’hui, on nous promet la domotique alors que les solutions techniques simples (ventilation naturelle….etc) sont oubliées, méconnues des architectes. Il faut les ressusciter avant qu’il ne soit trop tard. Arrêtons de chier dans la colle et utilisons-la pour faire notre futur. Merde !

Habitat modulaire et logement préfabriqué, Enjeux contemporains de développement

 Habitat modulaire et logement préfabriqué, Enjeux contemporains de développement
A l’heure de la congestion urbaine, de l’acroissement de la densité bâtie des métropoles modernes, se pose la question de répondre
aux besoins de plus en plus pressants du marché de l’habitat. Quelle réponse apporter au développement urbain au-delà des limites
physiques de la ville connue.
Le développement de l’habitat modulaire, ou préfabriqué revient sur la scène conceptuelle mondiale, et remet au centre des enjeux du
projet de logement contemporain la question des diminutions du temps de construction. une manière simple de répondre à l’impératif
: le process de l’industrialisation et le concept de modularité permettent de bâtir rapidement des maisons modernes, diversifiées, sûres
et fiables.
La réindustrialisation de l’habitat en marche
La question du logement pré-industrialisé ou préfabriqué est intimement lié avec la réévaluation de la gestion logistique de la construction,
vers une «disparition progressive du chantier au sens commun», puisque l’objet logement préfabriqué devient un «livrable», un
objet livré fini, pré-conçu en atelier, assemblé en atelier, ce qui permet par ailleurs une construction beaucoup plus saine puisque dans
un endroit clos, protégé des intempéries donc, ce qui permet de garder l’integrité et la qualité des éléments constructifs mis en oeuvre.
Le module préfabriqué est ainsi livré in situ et monté en l’espace de quelques jours, voir quelques heures. La logistique contructive est
ainsi entièrement repensée, assouplie, et optimisée.
Manifeste, le bois, matériau de demain
Le thème du préfabriqué permet une réflexion approfondie sur le materiau constructif et ses assemblages. La construction modulaire
donne ainsi à penser un préfabriqué de petite échelle (habitat individuel) et donc une pensée conceptuelle mais aussi profondément
constructive, amenant la grande part de réflexion sur la materialité, le detail constructif, l’assemblage et donc une pensée pré-industrielle
de l’habitat préfabriqué.
Le bois, materiau profondément écologique puisque son empreinte carbone est infiniment mons lourde que les materiaux constructis
classiques type béton, matières dérivées du plastique pour les parements de façade et autres. A l’heure de la pensée anti-consumériste
et respectueuse de l’environnement, où un des grands enjeux de la construction réside dans l’isolation du bâtiment, et malgrès un
savoir-faire français ancré culturellement d’isolation par l’interieur, le parement, et la question de l’enveloppe bâtie, de la peau exterieure
, est au centre du débat architectural contemporain. Un retour certain, au delà de la qualité environementale du bâtiment construit, sur
la modénature de façade et l’expression de la materialité.
Materiau renouvellable, modulaire, aux qualités pré-isolantes reconnues, simple à mettre en oeuvre, peu coûteux, structurellement très
efficient, et esthétiquement très interessant, le bois se présente comme le materiau constructif de demain.
Carte mettant en parallèle la pénétration du marché de la maison bois et le nombre de salariés de la filière Système constructif et préfabrication: le Panneau bois 

Des qualités exceptionnelles
Les Panneaux en Bois Lamellés Contre Collés Croisés (PMCC) représentent l'avenir de la construction des maisons et des bâtiments en bois.
Déjà très présents en Allemagne et dans d'autres pays du nord de l'Europe et en pleine expansion en France, cette technique a de nombreux avantages sur les autres matériaux en bois.
Matériau 100% écologique, le BLCCC est un assemblage de plusieurs couches contrecollées en couches croisées donnant à ce matériau des propriétés de résistance mécaniques équivalentes à celles d'un voile en béton.
Constitué à 99% de bois, le BLCCC est totalement respectueux de l'environnement et son bilan carbone est exceptionnel.
D'autre part, le BLCCC apporte aux bâtiments un gain de surface non négligeable du fait de sa faible épaisseur : 10 cm en moyenne.
Mais il peut également être produit à des épaisseurs plus importantes (jusqu'à 40 cm) pour des besoin spécifiques.
Doté de performances thermiques supérieures, le BLCCC est doté d'une très bonne stabilité au feu et de qualités para sismiques reconnues.
Sa conception permet d'envisager tout type de bâtiment avec une liberté architecturale décisive, ce qui permet de construire des bâtiments en IGV (Immeubles Grandes Hauteurs).

Les avantages des panneaux BLCCC :
Souplesse de construction grâce à la combinaison de murs, planchers, toitures et plafonds en plaques de grandes dimensions assemblées
Réduction de 50% des temps de chantier grâce à l'utilisation de panneaux de grande taille pré-assemblés en atelier
capacité d'accumulation thermique très élevée
Réduction de 70%  de la consommation d'énergie (50KW contre 200 KW)
Le passage des gaines électriques est intégré lors de la fabrication dans les panneaux
Les chantiers sont secs et propres et nécessitent peu de personnel
Des bâtiments de plus de 8 étages sont déjà construits avec ce matériau
Excellentes qualités para-sismiques
Bilan carbone exceptionnel
Bonne stabilité au feu
Peut être associé avec tous types de matériaux (béton, métal, verre etc.)
A l'intérieur, la qualité de finition du matériau permet de le laisser apparent ou d'y appliquer une peinture
Adapté à tout type de bâtiment : maisons individuelles, immeubles, bâtiments publics, bureaux, résidences hôtelières etc.
Du fait des qualités du matériaux, l'utilisation de pare-vapeurs n'est plus nécessaire.

Les prix pratiqués selon le type de maison en bois
Pour une maison de 100 m² et selon le type de maison en bois que vous souhaitez, vous devrez payer la somme de:
Pour une maison en Ossature bois
En kit : entre 60 000 et 100 000 €
Par un constructeur : De 150 000 à 190 000 €
En auto-construction : 90 000 à 140 000
Pour une maison en poteaux poutres :
En kit : à partir de 100 000 €
Par un constructeur : Entre 140 000 et 170 000 €
En auto-construction : De 90 000 à 140 000 €
Pour une maison en bois massif :
En kit : A partir de 40 000 €
Par un constructeur : A partir de 115 000 €
En auto-construction : Entre 35 000 et 90 000 €

Une construction bois coûte entre 450€ et 1200€ le m², en fonction de la taille de la maison, de la part construite par le client et du niveau d'isolation retenue. La solution de construction bois la plus économe est l'autoconstruction en kit d'ossature bois, également appelée maison en kit d'ossature bois en HEHA (Hors d'Eau Hors d'Air).

Caractéristiques techniques des panneaux bois préfabriqués:

Largeur maximum : 3,00 m
Longueur maximum :16,00 m
Epaisseur maximum : 40 cm (42 mm à 400 mm)
Essence de bois : Epicéa, ainsi que le pin, mélèze, etc sur demande
Classe du bois : S10 / S7, classes plus élevées sur demande
Humidité du bois : 12% +/- 2%
Isolation thermique - Conductibilité thermique : 0,13 W/mK [DIN]
Capacité thermique spécifique : C = 2,10 kJ/kg K
Vitesse de combustion : 0,67 mm/min.
Coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur : μ - 70
Déformation dans le sens longitudinal des élém. :
0,010% par % de modification d'humidité du bois
Déformation dans le sens transversal des élém. :
0,025% par % de modification d'humidité du bois
Colle : colle PU (sans formaldéhyde)
Qualité optique : standard de qualité
Surface : Industriel ou apparent.
Epaisseur  et nombre de plis : 3, 5 ou 7 plis.
Epaisseur des lamelles : 21 mm, 27 mm, 35 mm, 43 mm.
Epaisseur maxi :400 mm

Habitat modulaire et logement préfabriqué, logistique et dimensionnement

Le dimensionnement des modules de logements préfabriqués doivent favoriser la logistique et donc être en accord avec les moyens de transports et de livraisons sur site. 

Le système Dhomino, habitat préfabriqué et répétition

S1 : Lancement du studio 11 octobre 2013 : « Maison préfabriquée et paramétrique » studio Villien – Hernandez

1/ Les objectifs pédagogiques

-       Attitude : « alterarchitecture  / logements alter »

-       Logements : approche des données contemporaines par tendances émergentes.

-       Acquisition des outils numériques liés aux projets paramétriques et les logiciels de simulation dynamique de la lumière naturelle.

2/ Les ressources mobilisées pour le studio

Fab lab – Lab fab – échelle 1 – Atelier maquette – stockage matériaux recyclés

Moyens matériels

- A l’ENSAPB : atelier maquette, imprimante 3D, …

- « Hors les murs de l’école » : liste des lieux ressources à faire : ressourcerie artistiques, pittoresques, à Paris, Grand Paris, …

Moyens immatériels :

- Etudiants intéressés par le « paramétrique  numérique » : cf étudiants en option avec Fabri

- site « métropole créative », google doc studio, bing carto partagée, groupe sur un réseau social, profil individuel dans linkedin.

Encadrement spécifiques en vacations internes au studio pour :

- La simulation dynamique : >>> charte com et outils de simulation dynamique. 10 heures en demande.

- L’économie réelle : Thierry Stringat >>> évaluation des principes économiques et des estimations. Apport de contacts pour le projet à échelle 1.

3/ Temps – déroulé des phases du projet

4 temps : 3 pendant le semestre et 1 temps plus long de réalisation et prolongements :

phase 1/ coming out : l’idée, le concept

phase 2/ la mise en place des acteurs autour du concept

phase 3/ lancement de la réalisation partielle à l’échelle 1 >>> phase 4/ suivi de l’après studio

4/ Les livrables – leur validation – séance après séance

Pour la séance 2 : un court texte, des listes et des cartes (travail individuel)

Chacun fait une liste, sous la forme d’un ou plusieurs tableaux et une carte.

Des textes ?

- A lire à la séance 2. Déclaration d’intention. Pour s’identifier.

Des listes ?

-       références

-       fournisseurs moyens

-       dates

-       prix

…

Des cartes ?

-       références

-       temporelles

-       mentales

…

>>> Rendus numériques dans le site métropole-creative.com exclusivement

un texte + une liste + une carte = une idée, un concept, une attitude ?