Une "mer de défis" pour ce développement modulaire et insulaire
Question : La construction modulaire peut-elle être utilisée pour construire une série d'immeubles d'habitation uniques et abordables, ayant tous l'air d'avoir été construits en 1845, sur une île qui s'adresse aux riches ? La réponse est, bien sûr, oui, mais la façon dont l'équipe de Signature Building Systems et KOH Architecture y est parvenue est toute une histoire.
Ce projet de Nantucket, construit par Signature Building Systems et conçu par KOH Architecture, comprenait 44 bâtiments et 455 modules. Chaque module a dû être transporté sur l'île par barge.
L'île de Nantucket, au large des côtes du Massachusetts, abrite certains des plus riches propriétaires américains. Avec une population d'environ 17 000 habitants, on y trouve tout le confort du continent, notamment des restaurants, des hôtels et des cafés Starbucks. En revanche, il manque des logements abordables pour ceux qui travaillent dans ces entreprises. La plupart des employés vivent sur le continent et prennent le ferry pour se rendre au travail tous les jours, ou vivent dans des appartements en sous-sol. Bien qu'il y ait eu des tentatives dans le passé pour ajouter des logements pour les travailleurs sur l'île, il n'y en a tout simplement pas assez pour tout le monde.
En 2017, Tom O'Hara, responsable des grands projets chez Signature Building Systems (SBS), a rencontré le promoteur Phil Pastan de la société Richmond Company Co, Inc, de Wilmington, MA. Pastan avait acquis 72 acres de terrain au milieu de Nantucket qu'il souhaitait convertir en logements abordables pour la main-d'œuvre et en maisons individuelles. Le problème, c'est que tous les bâtiments de l'île doivent avoir l'air d'avoir été construits en 1845 et doivent passer par la commission du district historique (HDC) avant que les permis de construire ne soient délivrés. Si l'on ajoute à cela le fait que la plupart des ouvriers du bâtiment de l'île sont occupés à construire des maisons personnalisées, la conclusion naturelle était de recourir à la construction modulaire.
M. O'Hara et son équipe ont convaincu M. Pastan et l'architecte Dinah Klamert de KOH Architecture qu'ils étaient le fabricant idéal pour cela. C'est alors que tout a commencé.
Une mer de défis
Dès le départ, le projet a été confronté à un certain nombre de défis : les exigences historiques, le manque de main-d'œuvre dans le secteur de la construction sur l'île, les problèmes de transport, l'évolution des codes de construction et le fait que la construction ne pouvait avoir lieu qu'en hiver et au début du printemps, la "saison morte" sur l'île. Il a fallu deux ans avant que la construction ne commence, puis, au cours des quatre années suivantes, l'équipe a lentement progressé, construisant un bâtiment après l'autre, fabriquant et installant 44 bâtiments composés de 455 modules, chacun d'entre eux étant totalement unique.
HDC
Le premier obstacle pour toute construction à Nantucket est de passer l'examen du HDC. Les exigences en matière de conception comprennent un certain style de toit à pignon avec des pentes spécifiques, des garnitures spécifiques, des couleurs de portes, des matériaux, des toitures, etc. qui doivent être respectés avant que les permis de construire ne soient délivrés. Klamert apportait les dessins approuvés par le CDH à SBS et travaillait avec eux pour modulariser la conception en vue de la production, et si quelque chose était modifié, il fallait tout renvoyer au CDH pour une nouvelle approbation. Ce processus s'est poursuivi pour chaque bâtiment du projet, qu'il s'agisse d'un immeuble d'appartements ou d'une maison individuelle.
En outre, aucun bâtiment de l'île ne pouvant se ressembler, chacun d'entre eux a dû être conçu individuellement. "Chaque bâtiment était différent", explique M. Klamert. "Ce n'est pas comme si nous pouvions prendre le même design et le réutiliser à l'infini. La commission du quartier historique ne l'aurait pas permis. L'approbation de la conception de chaque bâtiment a pris de deux à six mois.
Manque d'expérience
M. O'Hara et son équipe ont dû faire face à une bataille difficile : aucun membre de l'équipe contractante n'avait d'expérience directe de la construction modulaire. "Nous avons dû repartir de zéro avec eux et les former à la construction modulaire", explique M. O'Hara. "À un moment donné, nous avons envoyé l'avion du patron et rassemblé les plombiers, les électriciens et les autres sous-traitants, nous les avons amenés dans notre usine et nous avons organisé un séminaire. Nous leur avons fait visiter l'usine et leur avons expliqué ce que nous allions faire".
La réalité du travail sur l'île est que la majorité de la main-d'œuvre vit sur le continent. Il faut 45 minutes de ferry pour se rendre sur l'île et il faut ensuite venir les chercher sur le quai, car ils n'ont généralement pas de véhicule. Ils doivent ensuite quitter le chantier à temps pour prendre le dernier ferry, car s'ils le manquent, une chambre d'hôtel peut coûter très cher. Les travailleurs n'ont souvent que six heures de travail avant de devoir rentrer chez eux. "Il est impossible de prendre de l'élan", a déclaré M. O'Hara. "Il faut une éternité pour construire quoi que ce soit.
Chaque module a dû faire un voyage de 357 miles en camion jusqu'au quai, puis être chargé sur une barge pour un voyage de 66 miles à travers l'océan jusqu'à Nantucket.
Transport
Les modules ont été construits par SBS à Scranton, en Pennsylvanie. Ils ont ensuite fait un voyage de 357 miles en camion jusqu'au quai, puis ont été chargés sur une barge pour un voyage de 66 miles à travers l'océan jusqu'à Nantucket. Le voyage a été plus long (Nantucket n'est qu'à 26 miles de la côte du continent) parce que le quai où la barge était amarrée était plus éloigné.
Chaque barge ne pouvait contenir que quatre modules et une seule barge pouvait être mise à l'eau par jour. Le transporteur de barges disposait d'une cour qui ne pouvait contenir que huit modules. La SBS a donc trouvé un espace de stationnement de l'autre côté de la route et en haut de la rue, où elle a pu installer quelques modules. O'Hara explique : "Nous les conduisions pendant la journée et les garions à la tête de la barge, et nous essayions de charger cette zone et l'autre aire de stationnement de manière à ce qu'au cours d'une semaine ou de cinq jours, par exemple, ils puissent faire traverser 20 modules".
La SBS a découvert qu'il y avait une limite à la taille des modules que la barge pouvait prendre en charge. "La barge ne pouvait pas supporter la taille limite que nous pouvions construire. Nous l'avons appris à nos dépens en envoyant des modules trop grands, avec lesquels ils ont réussi à se débrouiller, mais ils nous ont dit de ne plus les envoyer. Nous avons dit : "D'accord, plus de modules de 55 pieds"", a déclaré M. O'Hara. Les modules varient en largeur de 10' à 15'9" et en longueur de 27' à 55'. Il y a eu 53 variations dans la taille des modules pour les 455 modules nécessaires au projet.
L'envoi des modules sur une barge signifiait également qu'ils devaient être protégés des rigueurs du climat océanique pendant les rudes mois d'hiver le long de la côte est. "L'eau s'écoulait directement sur le dessus du pont. Nous avons donc fait très attention à la façon dont nous protégions les modules. Nous avons dû trouver de nouveaux moyens de les protéger et de nouveaux matériaux à utiliser", a déclaré M. O'Hara.
Modifications du code
Un autre défi a été l'évolution des codes énergétiques au cours des quatre années de construction du projet. Le Massachusetts dispose de codes d'efficacité énergétique optionnels, appelés "stretch energy codes", qui ont été adoptés à Nantucket. "Lorsque nous avons commencé, nous construisions un produit conforme au code du Massachusetts", explique M. O'Hara. "Puis ils ont adopté le premier niveau des codes énergétiques extensibles. Au cours de la construction, le code a changé trois fois et chacune d'entre elles a nécessité d'énormes modifications de la conception".
À titre d'exemple, M. O'Hara a expliqué que les premiers modules envoyés comportaient des conduits intégrés dans les fermes de plancher de chaque étage de l'immeuble d'habitation. Ils installaient ensuite un appareil de traitement de l'air dans chaque unité et envoyaient l'unité extérieure et le coussin pour que l'entrepreneur en CVC sur place les installe. Pour les derniers modules construits (quatre ans plus tard), le système CVC a été entièrement assemblé sur place et se composait d'un système split avec des unités murales suspendues, des unités de tête et des unités de cassette de plafond. Étant donné que les lignes devaient être installées à domicile et que les modules étaient sectionnels, il y avait très peu de choses qui pouvaient être faites dans une usine modulaire. D'autres modifications ont été apportées, notamment le remplacement des matelas d'isolation en fibre de verre par des matelas en laine minérale, l'augmentation de l'isolation par insufflation dans les plafonds et les murs, l'amélioration du vitrage des fenêtres et l'étanchéité à l'air de chaque module de manière à ce qu'il passe le test d'infiltrométrie sur site.
En outre, en raison du taux d'humidité élevé de l'île, la ventilation des vides sanitaires était une exigence pour ces bâtiments. "Il faut parfois installer des déshumidificateurs et des ventilateurs dans le vide sanitaire, avec un accès à l'air frais extérieur ou par des moyens mécaniques", explique M. Klamert.
Comme si cela ne suffisait pas, l'équipe du projet devait souvent jongler avec la conception des modules selon une norme de code, tandis que les entrepreneurs installaient les modules selon une norme de code différente. Selon M. O'Hara, "c'était un chaos permanent, mais intéressant. Personne ne s'est énervé. Ce n'était pas ce genre de choses. La plupart des habitants de la ville souhaitaient ce développement, ils nous ont donc laissé un peu de mou et nous ont aidés à faire avancer les choses".
Enseignements tirés
M. O'Hara estime que ce projet a donné l'impulsion nécessaire au développement et à l'expansion du département d'ingénierie de la SBS. "Nous avons recruté du personnel, nous avons appris des choses, et aujourd'hui, ce que nous faisons est meilleur. Nous construisons maintenant des immeubles d'habitation passifs et nous avons appris toutes ces techniques au cours de nos années de travail à Nantucket. Tout ce que nous construisons, nous le construisons maintenant de la même manière, en veillant à éliminer les fuites d'air et d'énergie, ce qui signifie que l'efficacité s'accroît énormément sans qu'il soit nécessaire de modifier la conception".
Lorsqu'on lui a demandé quels conseils il donnerait à d'autres personnes concernant la construction modulaire dans des circonstances similaires, M. O'Hara a déclaré : "La construction modulaire est un excellent choix pour la construction d'une île, mais des devoirs et une planification sont nécessaires. Nous avons entamé des discussions avec notre client sur ce projet en février 2017, mais nous n'avons expédié nos premiers modules qu'en avril 2019. Il faut du temps pour découvrir la meilleure alternative, faire évoluer les meilleures conceptions et déterminer les meilleurs matériaux et techniques. Et, surtout, de constituer la meilleure équipe pour accomplir la tâche."
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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