Derrière la conception de Bethany Senior Terraces, le premier projet modulaire de logement passif pour personnes âgées à New York
Alors que de plus en plus de promoteurs cherchent à respecter les nouvelles réglementations en matière d'efficacité énergétique, l'équipe de Murray Engineering a établi un nouveau record. Avec le projet Bethany Senior Terraces, Murray Engineering a contribué à développer la première structure modulaire de la ville de New York qui englobe entièrement les principes de la maison passive - introduisant une nouvelle ère d'efficacité énergétique dans la ville qui ne dort jamais et qui est très attentive à l'énergie.
Directeur de la conception et de la construction modulaires chez Murray Engineering Michael Lynch, PE, SE a contribué à la création de centaines de structures modulaires volumétriques aux États-Unis et dans le monde entier. À New York, il a participé à la création du tout premier Shake Shack dans Madison Square Park et du restaurant Boathouse dans Central Park.
Michael évoque une affinité précoce pour les mathématiques et les sciences qui l'a conduit à devenir ingénieur en structures.
Au début de sa carrière, Michael a collaboré avec Kullman Industries et a contribué à l'achèvement de plusieurs ambassades américaines dans le monde. Il a acquis une grande expérience de la conception modulaire dans le secteur de l'éducation, en travaillant sur des projets notables tels que le Middlesex Community College dans le Massachusetts et plusieurs bâtiments résidentiels pour étudiants à SUNY Purchase et Bard College.
"Fait amusant, la coupole qui figure sur le logo de MBI provient en fait du projet Middlesex", explique Michael.
Aujourd'hui, chez Murray Engineering, Michael - aux côtés des ingénieurs principaux Jimmy Liang, PE et William Coon, PE, SE - dirige une équipe spécialisée dans la création de structures pour un grand nombre d'industries.
Bethany Senior Terraces Concepts durables
Bethany Senior Terraces ouvre la voie à l'efficacité énergétique
En 2019, Murray Engineering a rejoint Paul Castrucci Architects sur le projet Bethany Senior Terraces en collaboration avec RiseBoro Community Partnership pour aider à accroître l'accès à des logements abordables pour les personnes âgées. Des consultants en construction modulaire et en construction passive ont été recrutés pour répondre aux exigences particulières de ce projet.
Le projet a connu une pause temporaire de 2020 à 2022 en raison de contraintes liées à COVID. La fabrication des modules par Whitley East LLC a repris en 2023, la livraison et l'installation sur site à Brooklyn commençant à la fin du mois d'octobre de la même année.
Les normes Passive House et les contraintes de la construction modulaire ont exigé une coordination constante pour que tous les systèmes soient parfaitement intégrés, a déclaré Michael. Avec environ 75 % du projet préfabriqué et 25 % construit sur place, une communication claire et cohérente était essentielle pour l'alignement et la connexion de tous les composants du bâtiment pendant l'installation.
"L'architecte a mis l'accent sur la création d'espaces de loisirs extérieurs pour les résidents, l'un des éléments clés étant un escalier extérieur reliant les différentes terrasses à la serre et aux espaces communs", a déclaré Jimmy Liang. "Beaucoup de ces éléments ont été construits sur le site et ne faisaient pas partie de l'offre modulaire, de sorte que le défi consistait à les intégrer parfaitement à la structure modulaire. Assurer la compatibilité tout en respectant les exigences de la maison passive et les exigences structurelles a nécessité une minutieuse mise au point des détails. La réussite s'est vraiment résumée à la résolution de ces interfaces complexes".
Ce projet de cinq étages comprend également un toit photovoltaïque qui devrait couvrir 100 % de la consommation d'électricité des parties communes du bâtiment et environ 80 % de la consommation d'énergie de l'ensemble du bâtiment.
Le bâtiment a reçu son certificat d'occupation temporaire en juillet 2024 et les résidents continuent d'emménager.
Vues du MEP et des modules en usine de Bethany Senior Terraces.
Les leçons modulaires qui ont conduit à Bethany Senior Terraces
La conception modulaire volumétrique doit tenir compte des contraintes de transport liées à la taille et au poids des modules. Les modules surdimensionnés ou en surpoids posent des problèmes logistiques pour le camionnage, l'expédition ou le transport aérien, chacun nécessitant des considérations de conception spécifiques pour les charges de transport et pouvant avoir un impact sur les coûts.
Compte tenu de ces considérations, Murray Engineering a fait appel à son expérience pour maximiser la taille des modules. Le résultat a été une conception de 14 pieds de large sur 60 pieds de long.
"Nous avons travaillé avec un consultant modulaire, AMSS, pour planifier l'itinéraire de la Pennsylvanie au pont George Washington à New York et aux rues animées de Brooklyn", explique Jimmy.
En raison de la longueur des modules, le fabricant de modules a utilisé une poutre de levage spéciale - curieusement, il s'agit de la même que celle que Michael avait conçue lors de sa collaboration avec Kullman des années auparavant.
"Nous avons construit un total de 48 modules pour accueillir 58 unités résidentielles", a déclaré Michael. "En utilisant une configuration de couloir à double charge, avec des studios de chaque côté, nous avons maximisé l'efficacité spatiale et obtenu un agencement modulaire très efficace".
Un "couloir à double charge" place un couloir public au centre et des unités de part et d'autre. L'emplacement de la gaine mécanique, électrique et de plomberie (MEP) dans chaque unité a été stratégiquement placé dans le couloir et a été laissé inachevé. Cela a permis d'assurer l'accessibilité pour faciliter les raccordements des colonnes montantes de plomberie sur le terrain et de permettre à la plupart des modules d'être finis en usine.
La construction modulaire exige un haut niveau de coordination entre tous les corps de métier et les principales parties prenantes. Michael se souvient d'un projet de 2017 dans lequel Murray Engineering a collaboré avec un constructeur européen pour développer un système de plafond/plancher compact et rentable. Malheureusement, ils se sont heurtés à un obstacle lorsqu'ils ont essayé d'intégrer des drains de sol.
"Nous avons découvert que nous ne pouvions pas installer un siphon de sol standard dans le module", explique Michael. "L'équipe mécanique a dû trouver un siphon spécialisé qui s'adapterait à l'espace limité. Heureusement, nous en avons trouvé un, mais il était beaucoup plus cher qu'une option conventionnelle. Comme il s'agissait d'un projet hôtelier de 300 chambres, ce coût supplémentaire est devenu un facteur important.
L'expérience a permis de tirer un enseignement précieux sur le maintien d'une collaboration étroite avec les consultants MEP, car l'équipe a compris à quel point il était important d'allouer un espace adéquat aux systèmes MEP et de veiller à ce que tous les composants soient correctement intégrés dans le cadre modulaire.
Le respect des exigences de la norme Passive House ajoute encore à la complexité du projet. Michael a souligné que la vaste expérience de Murray en matière de collaboration avec d'autres consultants et usines modulaires les a bien préparés à relever les défis spécifiques de Bethany.
"Le défi consistait à intégrer tous les composants du système MEP à l'intérieur et à côté de la structure sans sacrifier la conception architecturale", a-t-il déclaré. "Nous devions également veiller à ce que les composants structurels et les connexions ne sapent pas l'enveloppe du bâtiment. Nous avons incorporé d'épais blocs d'isolant rigide porteur dans les connexions des poteaux de l'auvent solaire à nos modules afin de minimiser les ponts thermiques entre les espaces extérieurs et intérieurs. Le partage fréquent des modèles Revit entre les consultants a joué un rôle important dans la réussite de ce projet.
Le partenariat pratique entre l'efficacité énergétique et la construction modulaire
De plus en plus de régions introduisent des réglementations importantes en matière de durabilité pour les structures de logement abordable, et la ville de New York ne fait pas exception à la règle. Cependant, la conception modulaire et l'efficacité énergétique peuvent aller de pair, ce qui en fait une méthode de construction idéale pour ceux qui cherchent à créer des structures étanches à l'air.
Les principes de conception de la maison passive consistent en cinq techniques spécifiques pour une efficacité énergétique maximale : enveloppes super isolées, construction étanche à l'air, vitrage à haute performance, détails sans ponts thermiques et ventilation à récupération de chaleur.
L'application de ces techniques à la construction modulaire peut s'avérer complexe, mais selon Jimmy, les méthodes modulaires peuvent contribuer de manière significative aux objectifs d'efficacité énergétique, souvent plus efficacement que la construction traditionnelle.
"Si elle est correctement planifiée, la construction modulaire offre un avantage majeur en termes d'amélioration de la performance énergétique", explique Jimmy. "Les conditions de fabrication en usine permettent un contrôle de qualité quasi idéal, notamment en ce qui concerne le scellement des joints, qui est crucial pour l'étanchéité à l'air. Les modules sont protégés des intempéries pendant la fabrication et ne sont exposés que brièvement pendant le montage. Par rapport à la construction conventionnelle, le montage modulaire est nettement plus rapide, ce qui limite encore l'exposition."
Pour atteindre les objectifs d'efficacité énergétique, tels que ceux définis par les normes de la maison passive, les bâtiments doivent être exceptionnellement étanches à l'air. Toutefois, comme le souligne Michael, l'étanchéité à l'air ne suffit pas.
"Comme nous l'avons appris, des bâtiments plus étanches ne sont pas automatiquement synonymes de bâtiments plus sains", a déclaré Michael. "Pour maintenir la qualité de l'air intérieur tout en minimisant les pertes d'énergie, nous nous appuyons désormais sur des équipements tels que les ventilateurs à récupération d'énergie (VRE). Ces systèmes échangent l'air intérieur vicié avec l'air extérieur frais, transférant simultanément la chaleur et l'humidité entre les deux flux d'air, ce qui améliore à la fois l'efficacité et le confort."
Dans la construction modulaire, la capacité de tester et de vérifier la performance énergétique dans un environnement contrôlé est primordiale pour atteindre les objectifs d'efficacité. Le test d'infiltrométrie n'est qu'un exemple parmi d'autres, selon William Coon.
"Un test d'infiltrométrie permet de mesurer l'étanchéité d'un bâtiment", explique-t-il. "Nous pouvons assembler un appartement complet en joignant quelques modules en usine, en scellant les joints et en effectuant le test pour détecter les fuites. Cela nous permet de résoudre les problèmes éventuels avant même que les modules ne quittent l'usine. Une fois que tout est monté sur le site, le test doit être répété, mais un test précoce dans un environnement contrôlé réduit souvent le temps et les coûts associés à la correction des défauts plus tard."
La première structure modulaire passive de la ville de New York est acclamée
En 2024, le projet a remporté le prix de distinction Blue Ribbon dans le cadre du concours Buildings of Excellence de la NYSERDA et la première place dans la catégorie Permanent Modular - Social & Supportive Housing dans le cadre des 2025 Awards of Distinction de MBI.
Alors que Bethany Senior Terraces attirait l'attention pour sa combinaison unique de conception modulaire et d'efficacité énergétique, l'équipe de Murray Engineering a présenté le projet à un public enthousiaste lors de l'édition 2025 du World of Modular.
"Nous avons reçu de nombreux commentaires de la part des participants qui étaient réellement intrigués par le projet", a déclaré Michael. "Il a vraiment trouvé un écho, en particulier dans les contextes urbains, où les codes de l'énergie sont plus stricts. Le modulaire a beaucoup de sens dans ces environnements, et je pense que cette approche reflète la direction vers laquelle l'industrie s'oriente à l'avenir.
À propos de l'auteur : Karen P. Rivera est une rédactrice et une éditrice indépendante passionnée par la narration. Ancienne journaliste aux Nations unies, elle a acquis de l'expérience dans la couverture de l'actualité internationale, du capital-risque, des technologies émergentes dans le domaine de la santé et de l'industrie des jeux vidéo.
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