th4 métropole créative – maison préfabriquée écologique et paramétrique

La Communautile – Mise en Seine

La communautîle est un bateau logement qui réunit neuf maisons au bord de l’eau. Elle est une forme d’habitat hybride entre la maison individuelle et l’habitat collectif (ici développé à l’horizontale). L’idée de regrouper des familles qui rêvent d’une vie au bord de l’eau est de rendre possible ce projet de vie commun, de le rendre raisonnable et abordable sur le plan économique par le rassemblement des fonds et la coopérative, tout en accordant à chacun son espace familial ou personnel, son ilôt. Ce qui cristallise cet horizon partagé est d’une part un lieu, mais qui n’est pas le lieu de vie, et d’autre part un gabarit.

La barge que nous récupérons d’occasion est une ancienne barge de fret datant de 1970. C’est la coque fossile remise à neuf qui est le lieu abritant les ambitions écologiques, c’est-à-dire la production énergétique et son stockage. La barge et les machines sont le seul bien commun. D’autre part, le gabarit formel de cet horizon collectif explique par exemple la répartition des surfaces de logement ou encore l’horizontalité de l’étage. Il est l’illustration de toute la dimension normative qui structure l’atmosphère d’une vie au bord de l’eau (les droits en tirant d’air, navigation, amarrage, inspection). Biologie et gabarit définissent la forme qui fait cygne pour la communautile.

Les maisons en bois sont les parts organiques du projet et se partagent le même coquillage de métal. Le système structurel préfabriqué en bois a été choisi pour sa capacité à intégrer les réseaux d’énergie dans la structure et donc à faciliter la communication énergétique entre les maisons et la barge.

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La commu-nautîle – Stratégie économique – Rapport n°2

La vidéo présente dans un premier temps l’évolution du projet, puis notre stratégie économique chiffrée: Commu-nautîle – Rapport économique 2

La Commu-nautîle – Salon nautique

Samedi, nous sommes allé au salon nautique de Paris, avec la perspective éventuelle de trouver quelques idées pour notre projet. A propos de barges nous n’avons rien trouvé. Mais qu’importe ! Puique nous avons déjà trouvée l’élue. C’est pour l’ancienne phase de notre projet que nous avons fait d’intéressantes rencontres, à propos de systèmes de flottaison, de pontons flottants. Nous avons pris quelques contacts, dont une entreprise qui a déjà contribué à des petites maisons flottantes et légères, et un ingénieur très disponible qui a déjà suivi des projets flottants de la taille d’équipements et qui a conseillé dans ce domaine des étudiants de l’Ecole d’architecture de Marseille. Même si nous sommes résolus à continuer le projet sur barge nous considérons ces échanges avec intérêt.

Après quelques pérégrinations parmi les voiliers, les pneumatiques et les bateaux moteurs, nous sommes allés investiguer du côté de la machinerie. Là nous avons trouvé quelques systèmes de pompes, d’épuration des eaux fluviales, de générateurs et de cuves pour les liquides. Tout cela est une petite récolte qui pourra servir à notre projet de communauté sur l’eau.

La Commu-nautîle – Stratégie économique

Communauté – Nautile – Nautique – Île – Utile
C’est la Nautîle, notre île naturellement utile pour réduire le prix de l’anneau d’amarrage. A présent cessons les jeux de mots et mettons la cale en bourg car nous abordons le sérieux sujet de l’économie.

Notre projet a bien évolué depuis la dernière fois, mais il garde sa logique et son esprit d’origine: mettre la dynamique de l’eau au centre de la reflexion écologique, économique et paramétrique. Parce que nous proposons une manière d’habiter qui s’adapte à la montée des eaux, les maisons sont toujours flottantes. Pour atténuer le coût des équipements de maisons qui se veulent énergiquement autonomes, nous construisons un projet à mi-chemin entre la maison individuelle et la vie en communauté. Le lieu du projet où se cristalisent les ambitions communes est réalisé par l’emploi d’une barge fossile des années 70′. La coque abrite en effet les machines qui purifient l’eau fluviale et qui la distribuent aux logements émergeants. Mais le rêve de la vie sur l’eau a un prix, et nous proposons de le partager. Place à la densité.

Premier rapport économique de la Nautîle:
Rendu économique 1 – S8 – Debuiche – Reis

Face à la violence des chiffres du présent rapport, nous vous proposons un petit documentaire sur le nautile (Nautilus Pompilius):

« Les nautiles sont des céphalopodes tétrabranchiaux marins.

Leurs nombreux tentacules (environ 90) ne comportent pas de ventouses. Leur coquille est développée et enroulée vers l’avant, en forme de spirale. L’intérieur est cloisonné en différentes loges. Le corps du nautile occupe la dernière loge, qui est la plus grande. Un siphon traverse les cloisons. Les loges que n’occupe pas l’animal contiennent un mélange de gaz et de liquide. Ces animaux possèdent 4 branchies (2 à droite et 2 à gauche). Ils se déplacent par réaction en projetant de l’eau via un entonnoir. Ils peuvent également ramper lorsqu’ils se trouvent sur un sol solide.
Leurs yeux sont constitués de simples chambres noires ouvertes par une pupille étroite. Chaque œil est équipé de deux tentacules ophtalmiques.
Les lieux où l’on trouve les nautiles sont : certaines îles du Pacifique, et au large des côtes australiennes. Ils abondent à environ 400 mètres de profondeur. Ils se nourrissent de déchets organiques.
Ces animaux ont peu changé morphologiquement depuis 400 millions d’années. »

Source: Wikipédia Nautilus_(mollusque)

C’est une manière parfois étrangement architecturale de présenter la nature. Et pour nous une manière de présenter le projet de manière organique.

Lever – Une maison flottante – Des angles et des terrasses – Séance 7

Les plans que nous avions expérimenté avec la trame carrée de 62,5 cm nous ont clairement orienté vers les développement de plans qui ne sont pas des quadrilatères mais qui sont libres dans leur forme, usant plus ou moins de décrochés pour ménager des espaces extérieurs sur la barge. Ainsi nous avons dessiné deux plans et choisi d’en développer un seul au 20ème.

Le premier, que nous n’avons pas développé, est celui du Double Carré qui se présente avec une terrasse de seuil pour l’entrée et une terrasse d’agrément associée au salon. Les épaisseurs de rangement et d’usage ont été intégrées dans l’esprit de conception du plan. Elles séparent les chambres des espaces communs, les met à l’écart du bruit et créent des seuils pour l’intimité. Elles représentent 1/6e de la surface.

Le second plan est celui que nous avons choisi de développer au 1/20e. C’est celui des Angles Multiples. Cette typologie donne des qualités aux pièces, entre autonomie et relations spatiales, comme le montrent la terrasse associée à deux chambres ou encore l’agréable diagonale entrée – salle à manger – salon. Le détail des murs en système Lignotrend nous ont obligé à travailler l’assemblage des panneaux dans les angles et à les transformer en baie par endroits.

Néanmoins ces plans manquent encore d’une pensée sur l’aménagement intérieur et le dessin du mobilier. Et d’autres perspectives s’ouvrent à nous comme la création de décaissés dans l’épaisseur de la barge ou les jeux de reflets d’eau sur les plafonds.

Double Carré – Angles multiples – Thomas Reis – Marc Debuiche

Lever – Plan 20e – S7

Lever – Elévations + barge corrigée – S7

Lever – Vues 3D – S7

Lever – Une barge – Séance 6

La semaine dernière nous avons présenté le module de la barge. Comme la maison, cette barge est en bois, mais traité pour se trouver dans temporairement dans l’eau. La structure se compose de poutres treillis croisées dans les deux sens et espacées d’entre-axe de 3 modules Lignotrend, soit tous les 1,87m. D’autres sections disposées en croix de Saint-André venaient contreventer les efforts latéraux dans cette trame carrée. Mais finalement nous avons corrigé cela pour renforcer la barge avec des poutrelles en bois en périphérie du volume afin de mieux résister à la poussée d’Archimède. Cette correction figure dans le rendu de la semaine suivante.

La question qui se pose maintenant est l’usage que va acceuilir ce volume. Il acceuillera déjà les cuves d’eau usée et d’eau propre, à répartir intelligement pour une pondération des masses. Mais cela dépend de la forme et de la composition de la maison.

Nous avions commencé à dessiner différentes silhouettes de plans au 100ème, uniquement pour expérimenter la composition avec le module de 62,5 cm de large. Nous concevons une maison 4 pièces d’environ 100m². Le premier plan était un rectangle allongé basé sur la portée maximale de 6 m d’un premier plancher Lignotrend, les pièces sont alignées le long d’un couloir, le plan n’a pas beaucoup de qualités. Le second plan était basé sur un plancher Lignotrend de 8 m de portée, l’agencement des pièces est déjà plus agréable.

Ensuite nous nous sommes émancipés de la portée des planchers, pouvant être repris par des points intermédiaires sous la maison (les plots Rothoblaas) et transférant les charges sur les poutres de la barges mesurant 1 m de haut. Le troisième plan avait donc une proportion proche du carré. Il était divisé par une simple droite en côtés jour / nuit, tandis qu’une épaisseur servante de pièces d’eau traversait les deux parties. Le dernier plan, qui nous a servi de base pour la semaine suivante mais n’était pas abouti, adoptait une forme plus libre en multipliant les angles de la maison, pour créer des qualités spatiales à l’intérieur et pour ménager des terrasses extérieures sur la barge. Mais l’ensemble des plans manquaient d’épaisseurs d’usage et de rangement, que nous avons intégrés directement à notre façon de dessiner pour la semaine suivante.

Planche des plans – Séance 6

Barge A1 -Séance 6

Correction de la barge (séance 7):

Lever – Un module

La maquette et la planche qui suivent présentent le module habitable de la maison. Nous avons choisi différentes entreprises dont nous faisons la synthèse à travers ces détails, ici: Lignotrend (structure bois), Actis (isolation) et Rothoblaas (plots métal). De cette première approche matérielle surviennent des questions quant à la « synchronisation » modulaire des matériaux, l’étanchéité et l’écoulement de l’eau par rapport aux dimensions des panneaux, le sens du bardage ou encore la prévision du passage des réseaux. Le système de la barge sera présenté la semaine suivante.

http://www.metropole-creative.com/site/wp-content/uploads/2013/11/Planche-Séance-5.pdf

Emerger de BATIMAT

   Avant la visite même du salon, nous nous sommes servis du système de recherche des exposants proposé sur le site internet de BATIMAT. Cela nous a permis de déterminer précisément à l’avance quelles entreprises nous voulions rencontrer. Ayant couvert une large gamme de lots dans notre séléction, le site nous a proposé pas moins de 500 exposants. En survolant leurs descriptions et leurs sites internet nous avons séléctionné 65 entreprises qui nous semblaient intéressantes. Nous les avons classé en trois catégories d’importance et nous avons aussi noté une conférence à écouter.

   Arrivés au salon, nous avions donc une idée de ce qui nous attendait et de ce que nous attendions. Le parcours de notre visite était donc déjà esquissé. La première de nos catégories rassemblait les producteurs de matière première, les fabricants de systèmes structurels et les entreprises de construction.

   Nous avons commencé par Woodeum, un groupe familiale entièrement dédié au matériau de construction en bois massif lamellé croisé. Il consiste en l’assemblage par collage de panneaux de bois massifs en alternant à chaque fois l’orientation des fibres. Ce procédé rend intéressant ce matériau sur le plan de la rigidité et de la résistance thermique. Les voiles porteurs sont entièrement préfabriqués selon les dimensions demandée par l’architecte et non pas selon des dimensions standards. Ils sont très rapides à mettre en oeuvre, réduisant la durée par deux par rapport à des matériaux de type béton.

   L’autre fabricant qui a attiré notre attention est l’entreprise allemande Lignotrend. Elle présente séparément ses systèmes de planchers et de murs en épicéa. Ces derniers présentent un ingénieux système de lamellé-collé-croisé qui assemble de grandes et de petites sections pour aménager des vides qui peuvent acceuillir les réseaux. Il faut composer avec des modules de 62,5 cm de largeur qui peuvent être prémontés en usine. Les faces vues rainurées peuvent présenter des variations si on le souhaite (rainurage évolutif) afin de créer des effets visuels. Quant aux planchers présentés, ils ont l’avantage de fournir d’excellentes capacités acoustiques, avec des finitions variées et une portée de 8 m pour 30 cm de haut.

Lignotrend – Plancher / Mur / Toiture

   Dans le même genre de fabricant nous avons aperçu le procédé Lignatech. Nous retenons également l’entreprise Rothoblass pour ses profilés métalliques destinés aux assemblages bois et l’entreprise de construction en bois massif Rubner. Nous n’avons pas trouvé de systèmes de flotaison pour notre projet. Néanmoins, au stand de Terminal Bois Nord 19 nous avons fait l’heureuse rencontre d’un architecte qui travaille actuellement sur un système de maison flottante en bois sur barge métallique. Il nous a proposé de garder contact pour échanger sur nos projets respectifs et nous entretenons une correspondance.

Rothoblass – pied de pilotis et assemblage poutre-pilier

   De la conférence « L’ossature bois, un système constructif international », nous avons retenu d’une part des chiffres sur la construction bois (pérennité du matériau, pourcentages de bâtiments à structure bois par continent, par région française, etc …), d’autre part des procédés de construction de la structure aux finitions, par pays et en regard d’une logique par rapport aux conditions locales (humidité, résistance aux vents violents, aux séismes, aux inondations, aux incendies). Elle s’est conclue par l’évocation des différents types de préfabrication.

   Dans le domaine de l’isolation nous nous sommes intéressés aux matières à base de bois ou d’autres végétaux. Nous avions déjà vu que Lignatech propose des panneaux isolants de fibres de bois haute densité qui sont rigides et peuvent supporter de faibles charges. Mais par ailleurs nous avons retenu les fabricants suivants: Sylvactis (isolation fibre de bois), Biofib (isolation chanvre / cellulose), CENC (isolation chanvre) et Pavatex (isolation fibre de bois).

Sylvactis – Panneaux isolants en fibre de bois

Emergence i

A l’image du sol dont elle émerge de toute urgence, la maison fait preuve d’une stratification matérielle. Les diagrammes expliquent l’emergence et chiffrent le prix d’un tel mouvement, en fonction du temps, pour chaque phase et chaque matériau.

Planche de diagrammes: http://www.metropole-creative.com/site/wp-content/uploads/2013/11/Planche_Diagrammes_Séance_31.pdf

Au final la maison sera-t-elle un arrêt sur image de l’émergence, ou sera-t-elle encore un acte mobile ? Pour le moment la question reste en suspens. En attendant voici un court-métrage de François Truffaut et Jean-Luc Godard montrant la banlieue sud-est de Paris sous les eaux:

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Une maison évolutive qui s’adapte à tous les sites

La vidéo :
Maison évolutive

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