Une solution modulaire 3D en bois pour un collège
Le système constructif modulaire du collège de Clisson (Loire-Atlantique) permet d’ajuster la capacité en fonction des besoins. L’originalité réside dans l’assemblage d’une structure tridimensionnelle, là où la majorité des systèmes modulaires en bois sont en 2D.
VIRGINIE PAVIE
Au moment de lancer l’appel d’offres pour le nouveau collège de Clisson, le conseil général de la Loire-Atlantique était confronté à une hausse importante des effectifs du secondaire et à la saturation rapide de plusieurs établissements récents. Ne disposant pas de données précises sur l’évolution à moyen terme de la population, il a choisi d’inscrire au cœur du programme les objectifs d’évolutivité et de transférabilité. L’établissement, dont l’ouverture est prévue pour la rentrée 2015, a été conçu sur la base de 20 unités et intègre une tranche conditionnelle de 4 unités supplémentaires ; une unité correspondant à une classe d’environ 25 élèves. L’établissement répond aux critères de la RT2012, avec des consommations inférieures de 10 %. Conçu par un groupement mené par Quille (Groupe Bouygues), il met en œuvre un système constructif modulaire et tridimensionnel en bois sous brevet, Dhomino. Cette solution semi-industrialisée ne concerne pas les cuisines, la salle polyvalente, le centre d’information et de documentation et la chaufferie, réalisés de manière plus traditionnelle.
Gigantesque Lego
Le bâtiment R+1 est découpé en 98 modules de 4 m de large sur 8 à 16 m de long, que les architectes ont combinés, superposés, juxtaposés, jusqu’à rendre cohérents le fonctionnement et le rendu. Les dimensions des modules, les finitions et les percements sont adaptés aux multiples usages du collège. Ce gigantesque Lego utilise, au total, une vingtaine de typologies différentes, mises à profit pour créer des redents, des porte-à-faux, et donner du rythme aux façades. Au niveau de l’entrée, une poutraison métallique sur poteaux en béton permet d’aménager un atrium et de reprendre les modules du R+1. Quant aux salles de classe, elles sont réalisées par juxtaposition de deux modules de 4 x 10 m, comprenant chacun une demi-salle (4 x 8 m) et un tronçon de couloir (4 x 2 m).
Deux mois de préfabrication
La préfabrication des modules s’effectue sur deux mois, dans un hangar désaffecté situé à moins de deux kilomètres du site. Réalisée par un groupement d’entreprises locales, cette phase aboutit à des modules finalisés à plus de 90 %. La structure des caissons est effectuée par assemblage de cadres rigides espacés de 60 cm. Les cadres, en forme de rectangle ou de C, constituent les membrures transversales des caissons. Sur le principe d’une construction à ossature bois classique, ils sont contreventés par des panneaux de particules de bois formant parois, dalles de plancher et toiture. Devant reprendre des charges de l’ordre de 250 kg/m2, les modules d’étage sont montés sur des poutres longitudinales en lamellé-collé ou en lamibois.
Une fois assemblée, la structure reçoit une isolation en laine minérale, un pare-pluie et un pare-vapeur, les cloisons, équipements techniques intégrés, faux plafonds, menuiseries extérieures en bois-aluminium, les isolants acoustiques et chapes sèches… Les salles de classe sont dotées également des équipements secondaires : paillasses, radiateurs, terminaux de ventilation, luminaires… et elles sont peintes. En revanche, les circulations ne sont pas finies en atelier : c’est par elles que passent tous les réseaux primaires à raccorder sur chantier avant de procéder aux doublages.
Les modules sont livrés par semi-remorques sur le chantier, où ont été préalablement réalisées des fondations métalliques sur massifs en béton. Le choix de longrines en IPN a permis de disposer d’une arase parfaitement plane et de respecter la tolérance requise, de +/-5 mm, sur tout le plan de pose. Les modules sont positionnés à raison de 4 modules par jour à l’aide d’une grue mobile. Une fois en place, ils sont liaisonnés par un dispositif d’équerres et de boulons. Les joints sont calfeutrés et recouverts par des pare-pluie, côté intérieur, et des pare-vapeur, côté extérieur. Une membrane en PVC est placée en toiture. Les façades reçoivent une vêture ventilée composée de panneaux de stratifié compact - en bandes verticales de coloris variés et d’une largeur comprise entre 0,60 et 1,20 m - et d’un bardage en mélèze à l’étage. À l’intérieur, les finitions se poursuivent par la pose des revêtements de sol souples, la jonction des faux plafonds, le traitement des circulations, etc.
Lors des études, il a fallu justifier de la résistance du bâtiment en zone sismique modérée et prévoir le démontage éventuel des modules. Un prototype de deux classes superposées, réalisé par l’assemblage de 4 caissons, a permis de roder les équipes de pose et de faire valider les procédés constructifs et les finitions par le maître d’ouvrage. Des tests d’acoustique vis-à-vis des bruits aériens et des bruits d’impact, et de tests d’étanchéité à l’air ont également été effectués
Maîtrise d’ouvrage: conseil général de la Loire-Atlantique;
Conception-réalisation: Quille construction (mandataire), Rocheteau et Saillard (architectes), Egis Bâtiment, Acoustb, Creacept (BET), Leco (pilote du groupement d’entreprises), STX (contrôle qualité);
Coût de construction: 12 M€ (hors études), dont: 3,5 M€ de construction modulaire, 1 M€ de gros œuvre, 1 M€ d’espaces verts et terrassement, 1 M€ d’équipements techniques, 1 M€ de charpente bois et métal et 4,5 M€ de corps d’états secondaires;
Délais: deux ans entre la notification du marché et la livraison, dont un an de travaux.
Un système tridimensionnel en boisLe brevet Dhomino concerne la fabrication de modules en bois de 4 m de large sur une longueur adaptable jusqu’à 17 m, ces modules pouvant être juxtaposés et empilés jusqu’au R+6 sans recourir à une structure porteuse. Relevant du DTU 31.2, la structure du caisson est composée de cadres transversaux en bois d’ossature classique, espacés de 60 cm. Un cadre courant est formé de deux montants de section 45 x 145 mm, d’une solive de plancher de section 260 x 45 mm et d’une solive de toiture de 220 x 45 mm. La rigidité est obtenue par des encastrements rigides entre les montants et les solives. Les cadres servent de support à des panneaux en bois, qui réalisent le contreventement des murs, du plancher et du plafond de la boîte. Cette conception compacte et rigide autorise le transport sans risque des modules, leur finition et leur équipement en atelier. Le concept est particulièrement adapté aux résidences étudiantes et hôtelières. Depuis 2012, la société a développé une variante pour augmenter les possibilités d’empilement des modules jusqu’au R+9.
La conception du collège de Clisson était complexe à plus d’un titre. Les modules devaient pouvoir être montés, démontés et déplacés facilement. En outre, ils devaient répondre à des usages différents.
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Une solution modulaire 3D en bois pour un collège
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