Un système ingénieux permet d'assembler des bâtiments avec une superstructure en béton en quelques semaines
Une nouvelle technologie mise en œuvre par Andrew Neill Construction (ANC), une entreprise de construction canadienne, permet de construire des logements à plusieurs étages en quelques semaines au lieu de plusieurs mois. Imaginez que des ensembles résidentiels soient achevés en seulement deux semaines de construction sur site. Avec le système Void Form d'ANC, c'est possible.
Ce système ingénieux utilise des modules empilables pour fournir les coffrages de la superstructure en béton. Le béton est coulé dans les vides entre les modules, et une autre couche de modules peut être immédiatement empilée sur le dessus, sans attendre que le béton ne durcisse.
Les modules entièrement finis sont construits hors site pendant que l'ensemble du projet fait l'objet d'un examen et d'une approbation en vue de l'obtention des permis. Au Canada, les unités modulaires de ce type ne sont pas soumises aux codes de construction standard. Elles peuvent donc être construites pendant que les plans du bâtiment sont examinés.
Une fois les permis délivrés, les unités modulaires sont prêtes à être expédiées et empilées. C'est là que la magie opère : Une fois les unités empilées, du béton est coulé dans les vides, créant ainsi un cadre structurel solide pour le bâtiment. Des couches de modules supplémentaires peuvent être empilées sur les unités existantes avant que le béton ne durcisse, grâce aux éléments structurels en acier présents dans chaque unité.
Ce système en instance de brevet permet de construire rapidement des immeubles de moyenne et grande hauteur en béton. Andrew Neill, président-directeur général d'ANC, pense que ce système pourrait être utile dans les régions ravagées par les ouragans, dans les régions sujettes aux tremblements de terre, ainsi que dans les régions secouées par la guerre, comme l'Ukraine.
Neill a eu l'idée de ce système lorsqu'un autre entrepreneur l'a contacté pour lui demander de trouver un meilleur moyen de construire des chambres d'hôpital à l'aide de la construction modulaire. L'entrepreneur cherchait à réaliser des économies grâce à la rapidité, à la qualité et à l'efficacité. Il pensait que la construction modulaire était la solution, mais le projet nécessitait une superstructure en béton. L'idée de l'entrepreneur était de former et de couler la structure, puis de faire glisser les modules finis par le côté. Neill pensait que cela ne serait pas rentable.
L'idée suivante de Neill était de poser les unités d'abord, puis de couler le béton. Après de nombreuses nuits blanches et des réunions avec des ingénieurs structurels, il a mis au point un système qui pouvait fonctionner. La mise au point du processus a pris environ un an.
Comment ça marche
Les modules sont entièrement finis et assemblés hors site. Ils sont équipés de l'isolation, de l'électricité, de la plomberie, du chauffage, de la ventilation et de la climatisation, des cloisons sèches, de la menuiserie, du revêtement de sol, de l'éclairage et de la plomberie. Le cadre en acier qui entoure chaque module est conçu pour agir comme une structure à part entière, ainsi que comme un coffrage en béton qui fournira une résistance structurelle supplémentaire une fois que le béton y sera coulé.
Les modules s'empilent les uns sur les autres sans étayage ou support supplémentaire et sont boulonnés les uns aux autres. Les cadres en acier structurel sont recouverts de tôle ondulée et sont prêts à recevoir le béton dans la partie verticale des murs, ainsi que sur le dessus des modules à l'horizontale.
Le niveau suivant de modules peut être ajouté presque immédiatement après le coulage du béton ; aucune cure n'est nécessaire. Lorsque des barres d'acier d'armature sont ajoutées et que le béton a durci, le poids du bâtiment est transféré au béton, ce qui modifie les indices de résistance au feu et les indices structurels. Cela permet au système d'être utilisé pour des applications de grande hauteur, même dans des régions où les codes structurels sont stricts, comme en Californie et à Miami.
Aucun mélange de béton spécial n'est nécessaire et le béton est pompé vers chaque module à l'aide de grues à tour et de pompes à béton.
Le système permet aux projets de répondre aux exigences d'une superstructure en béton sans avoir recours aux méthodes de coffrage conventionnelles, ce qui permet d'économiser 98 % des coûts liés au coffrage, au coulage et au décoffrage du béton.
Le seul inconvénient du système est peut-être qu'il y a plus d'acier que nécessaire. Mais M. Neill estime que les économies de temps et d'argent dépassent largement le coût de l'acier redondant.
L'avenir
Andrew Neill a démarré ANC en 2017 à Brantford, dans l'Ontario, près de Toronto. Il a 18 ans d'expérience en tant que charpentier résidentiel et surintendant sur des projets au Canada et dans les Caraïbes.
Le moment n'aurait pu être mieux choisi, car le gouvernement fédéral canadien a lancé un programme de financement pour le logement abordable appelé Initiative pour le logement rapide (RHI). ANC a obtenu plusieurs contrats pour des projets de logements abordables destinés aux municipalités et aux communautés indigènes de la région.
Bien qu'aucun projet n'ait encore été réalisé à l'aide du système, M. Neill espère que cela changera bientôt. La flexibilité du système permet de l'adapter à presque tous les projets.
Il n'y a apparemment pas de limite à la hauteur à laquelle les modules peuvent être empilés. "Tous les critères de résistance au feu et de capacité structurelle sont placés sur la structure en béton après son durcissement, ce qui fait que les modules ne sont qu'un aménagement cosmétique à la fin du projet. Ils sont utilisés temporairement pour éliminer la plupart des travaux de coffrage du béton, ainsi que le besoin d'un "noyau" structurel conventionnel. En théorie, il est possible de couler les murs et les dalles et d'empiler simultanément des modules entièrement finis, littéralement sans arrêt, jusqu'au sommet, qui peut atteindre plus de 100 étages.
Selon M. Neill, ce produit pourrait être utilisé de préférence pour les immeubles de moyenne et grande hauteur situés dans les zones côtières et celles qui sont sujettes à des tremblements de terre ou à d'autres catastrophes naturelles. Il permettrait d'apporter une réponse rapide à la reconstruction d'une zone après une catastrophe. Il espère que le produit sera bientôt approuvé aux États-Unis et que son utilisation sera étendue aux hôpitaux et aux bâtiments de soins de santé.
A propos de l'auteur : Dawn Killough est une rédactrice indépendante spécialisée dans la construction. Elle a plus de 25 ans d'expérience auprès d'entreprises de construction, de sous-traitants et d'entrepreneurs généraux. Ses publications sont disponibles sur le site dkilloughwriter.com.
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