Construction modulaire multifamiliale : Une étude de terrain sur la conformité au code de l'énergie et la performance grâce à la préfabrication hors site
Kevin Grosskopf est professeur à l'université de Nebraska-Lincoln.
La préfabrication en usine peut améliorer la performance des bâtiments modulaires par rapport aux bâtiments traditionnels construits sur place. Pour valider cette hypothèse, le ministère américain de l'énergie (DOE) a financé une étude de trois ans (2020-2023) comparant la performance énergétique de plus de 50 immeubles multifamiliaux modulaires et construits sur place, en cours de construction à Los Angeles, San Francisco, Philadelphie et Seattle. Outre la performance énergétique, le DOE s'intéressait également aux économies potentielles de la construction modulaire ainsi qu'à d'autres opportunités et défis du marché.
Grue sur un chantier de construction modulaire (VBC), Philadelphie PA, 2022. Projet à usage mixte de 260 000 pieds carrés comprenant 5 étages et 410 unités résidentielles modulaires sur 2 étages de podium commercial construit sur place.
Partie I - Performance énergétique
Les bâtiments multifamiliaux sélectionnés pour cette étude comptaient en moyenne 6 étages, 140 390 pieds carrés et 144 unités. Des données ont été collectées sur plusieurs matériaux et systèmes d'équipement liés à l'énergie. La collecte de données pour chaque projet a commencé par un examen des plans suivi de deux inspections sur le terrain. Pour les projets modulaires, la première inspection a eu lieu à l'usine et la seconde sur le site de construction. Les résultats indiquent que la performance des principaux matériaux et équipements liés à l'énergie dans les constructions multifamiliales modulaires est légèrement supérieure à celle des constructions sur site, en particulier dans les zones climatiques 3 (Los Angeles et San Francisco).
L'étude du DOE a également examiné la performance énergétique après occupation de 20 autres bâtiments modulaires multifamiliaux achevés entre 2013 et 2022 dans ces mêmes zones. Bien qu'il semble y avoir peu de différence entre la consommation d'énergie annuelle des bâtiments multifamiliaux modulaires (36,0 kBtu/pi2/an) par rapport à plus de 120 bâtiments construits sur site (35,8 kBtu/pi2/an), les scores ENERGY STAR™ pour les bâtiments modulaires (86) étaient en moyenne plus élevés que pour les bâtiments construits sur site (81).
Étant donné que la plupart des bâtiments modulaires de cette étude étaient des logements abordables, les unités d'appartements étaient en moyenne plus petites (560 pieds carrés) que les unités construites sur place (830 pieds carrés). Par conséquent, la densité des occupants dans les bâtiments modulaires multifamiliaux était de 30 à 50 % plus élevée. Si l'on tient compte de ce facteur, la performance énergétique des immeubles multifamiliaux modulaires est probablement (beaucoup) meilleure que celle des immeubles construits sur place. Bien que peu de différences aient été observées entre les types de matériaux et d'équipements utilisés dans les constructions multifamiliales modulaires ou construites sur le site, la qualité de l'installation semble être nettement meilleure dans les constructions modulaires.
Partie II - Opportunités et défis du marché
Lors des inspections d'usines et de chantiers, des entretiens ont été menés avec les parties prenantes du projet afin d'identifier les opportunités et les défis clés de la mise en œuvre du marché. Les résultats suggèrent que l'avantage le plus important de la construction modulaire est la réduction des délais. La préfabrication hors site peut se dérouler en même temps que la construction sur site, ce qui réduit les délais, les frais généraux du projet et l'impact des conditions météorologiques. Dans l'ensemble, les bâtiments modulaires étudiés ont été achevés en moyenne 25 à 30 % plus rapidement que les bâtiments construits sur site. Malgré les coûts de transport supplémentaires, la construction modulaire (243 $/pi2) s'est avérée compétitive par rapport à la construction sur site (251 $/pi2), en particulier si l'on tient compte des calendriers de construction plus courts et de la rapidité de mise sur le marché.
Pourtant, des obstacles persistants à la croissance du marché modulaire subsistent, notamment une industrie du bâtiment qui n'est pas disposée à abandonner les méthodes traditionnelles de construction sur site, une prise en compte de la modularité trop tardive dans le processus de conception, l'absence de normes industrielles modulaires et les risques associés aux constructeurs modulaires en tant que très gros fournisseurs ou sous-traitants dans le processus de conception, d'appel d'offres et de construction.
Pour répondre à ces questions, certains fabricants jouent un rôle plus important dans le processus de conception-fabrication-construction. Plus précisément, ils ont commencé à proposer des solutions de construction "clés en main" en fournissant des services de conception, de fabrication et de construction en interne. Ce faisant, ils s'engagent sur la modularité dès le début du projet, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent. La relation inefficace, voire conflictuelle, entre les concepteurs, les fabricants et les entrepreneurs est remplacée par un contrat unique à prix fixe entre le promoteur et le fabricant avant le début de la production. Les bénéfices sont liés à la performance globale du projet, et non à la performance des acteurs individuels dans le processus traditionnel de conception, d'appel d'offres et de construction.
Ligne de production d'une usine modulaire (Nashua Builders), Nampa ID, 2023.
Conclusion
En contrôlant mieux la conception du projet, ainsi que le nombre et le calendrier des projets entrepris, les fabricants modulaires du processus de conception-fabrication-construction peuvent mieux parvenir à la normalisation des produits dans leurs usines et maintenir la production entre les cycles de projet. Ce faisant, les usines peuvent être exploitées de manière plus efficace avec moins de rotation de la main-d'œuvre.
Télécharger le rapport complet
Télécharger une copie complète du rapport 2023 de Kevin Grosskopf "Modular Multi-family Construction : Une étude de terrain sur la conformité au code de l'énergie et la performance grâce à la préfabrication hors site".
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