Innover dans la construction modulaire : Le bâtiment BROAD à Holon
Jeremy Zimman est le directeur de la communication de BROAD U.S.A.
Le groupe BROAD a été fondé en Chine en 1988 et constitué en société aux États-Unis en 1997. Son produit phare est le système de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC) à haute capacité pour les utilisations commerciales et industrielles, ainsi que pour les tours résidentielles. Depuis 2005, il fabrique également des systèmes de purification, de ventilation et de filtration de l'air. Le passage à la construction modulaire a eu lieu en 2009, lorsque le président de l'entreprise, Zhang Yue, a fondé BROAD Sustainable Buildings (BSB).
Les usines de BSB sont toutes situées à Changsha, dans la province de Hunan, dans le sud de la Chine. "Nous sommes venus à la construction modulaire après avoir travaillé dans la fabrication de grands volumes", explique Jeremy Zimman, directeur de la communication de BROAD USA. "Nous disposons d'une ligne de production hautement automatisée qui produit actuellement 22 000 pieds carrés par jour, et nous allons bientôt passer à 110 000 pieds carrés par jour". L'entreprise s'est lancée dans la construction modulaire pour combler les lacunes du secteur de la construction. Le premier objectif était d'accélérer le cycle des projets de construction. "Le bâtiment BROAD Holon est fabriqué à 100 % en usine, ce qui est plus de 20 fois plus efficace que la construction sur site. Le nombre d'ouvriers peut être réduit de plus de 70 %, ce qui diminue considérablement les coûts de main-d'œuvre et améliore la rotation du capital", explique M. Zimman.
L'entreprise a également entrepris de réduire la consommation d'acier, d'améliorer la résistance des matériaux et de minimiser les émissions de carbone. "Dès le début, nous avons évité d'utiliser du béton dans les bâtiments modulaires. La fabrication du béton émet d'énormes quantités de gaz à effet de serre", explique M. Zimman. "L'utilisation d'un acier inoxydable respectueux de l'environnement réduira considérablement les émissions de CO2.
Outre la réduction des émissions dues aux processus de construction et aux matériaux, M. Zimman souligne l'importance de réduire les émissions pendant l'exploitation de chaque bâtiment, en augmentant sa durée de vie et en réduisant sa consommation d'énergie.
L'avenir de BROAD est fortement axé sur son concept de bâtiment Holon. Ces immeubles résidentiels de moyenne et grande hauteur se caractérisent par une conception modulaire reproductible. Chaque module a la taille d'un conteneur d'expédition standard de 40 HQ [high cube] - ils peuvent donc être transportés comme des conteneurs ordinaires. Sur le site, ils se replient pour atteindre une largeur de 16 pieds.
"Le bâtiment BROAD Holon est construit en acier inoxydable, qui est 95 fois plus résistant à la corrosion que l'acier au carbone et a donc une durée de vie infinie. Les murs extérieurs utilisent 8,5 pouces de laine de roche pour l'isolation thermique, ce qui équivaut à un mur en béton d'une épaisseur de 30 pieds, et le bâtiment est équipé de brise-soleil extérieurs et de brise-soleil intérieurs, de fenêtres à 3 ou 4 vitres et d'un système de récupération de la chaleur de l'air frais", explique M. Zimman. "Cela permet de réduire la consommation d'énergie de 80 à 90 %, ce qui se traduit par une réduction des émissions de carbone de 440 livres/m² par an.
Une autre raison importante de l'implication de BROAD dans l'industrie de la construction est qu'en 2008, un terrible tremblement de terre s'est produit dans la province du Sichuan, qui n'est pas loin de la base de l'entreprise dans la province du Hunan. "Plusieurs dizaines de milliers de personnes ont perdu la vie. BSB a été fondée pour développer des bâtiments capables de résister à des tremblements de terre de magnitude 9". M. Zimman explique que cet objectif a été atteint avec le premier bâtiment construit en 2010. Depuis, l'entreprise n'a cessé d'innover. En 2017, elle a développé B-CORE, son matériau structurel en acier inoxydable, avec lequel tous ses bâtiments modulaires sont désormais construits.
Qu'est-ce que B-CORE ?
M. Zimman explique que "le B-CORE est durci par un procédé de brasage du cuivre à l'air chaud à une température de 1 000 °C". Nous avons développé les fours nous-mêmes - à travers dix itérations différentes et avec de nombreux échecs en cours de route. Au total, nous avons investi 1,25 milliard de dollars au cours des 12 dernières années pour en arriver là où nous en sommes aujourd'hui avec le B-CORE". B-CORE a une structure en sandwich : des plaques d'acier inoxydable reliées par des tubes en acier inoxydable. L'épaisseur des plaques et des tubes varie en fonction de l'application, comme les dalles de plancher ou les murs extérieurs. "Ce qui ne change pas, c'est la structure en sandwich qui le rend beaucoup plus léger, mais aussi beaucoup plus résistant que l'acier au carbone. 1 tonne d'acier inoxydable B-CORE en sandwich équivaut à 4 tonnes d'acier au carbone".
Le bâtiment administratif de l'entreprise - qu'elle appelle le F Building, car il a la forme de la lettre F - a été construit avec B-CORE à Changsha, en Chine, à la fin de l'année 2019. "Ce matériau nous permet de réaliser des choses étonnantes", explique M. Zimman. "Le bâtiment F a un porte-à-faux de 55 pieds, grâce à la légèreté et à la résistance du B-CORE. L'ensemble du bâtiment de 81 000 pieds carrés est soutenu par seulement quatre piliers B-CORE d'un mètre de large."
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B-CORE : Le matériel moderne de BROAD
Dans cet article, initialement publié dans le numéro de novembre/décembre 2021 du magazine Modular Advantagede MBI, SunnyWang, directeur général de BROAD USA, et ses collègues, Tony Sun (ingénieur structurel chez BROAD) et Jeremy Zimman (directeur de la communication de BROAD USA), donnent quelques détails sur le B-CORE, un matériau solide et léger en acier inoxydable que BROAD USA a investi plus d'une décennie et 1,25 milliard de dollars pour mettre au point.
Hôpital NPI à Séoul
M. Zimman explique qu'aux États-Unis, pendant la pandémie, "il y avait des chambres NPI [isolation par pression négative] dans des hôtels et d'autres bâtiments convertis. Mais s'il y a une climatisation centrale et des espaces sous les portes, il est très difficile de maintenir une pression négative. Avec une pièce étanche construite à cet effet et dotée de son propre système de chauffage, de ventilation et de climatisation, il est possible d'empêcher plus efficacement la contamination croisée.
L'année dernière, BROAD a fabriqué, à l'aide de son matériau en acier inoxydable B-CORE, des chambres NPI pour le traitement des patients COVID à l'hôpital de l'université nationale de Séoul en Corée du Sud. BROAD a fourni les salles NPI clés en main, y compris les systèmes NPI, les systèmes CVC, les systèmes de ventilation et de purification de l'air propres à BROAD - tout sauf l'équipement clinique. Du contrat à l'achèvement, l'ensemble du projet a pris 23 jours, et l'installation sur site a été réalisée en seulement 2 jours.
"Ces salles NPI clés en main combinent toutes nos compétences et notre expertise en matière de construction modulaire, de chauffage, de ventilation et de climatisation, et de purification de l'air", explique M. Zimman.
Le concept du bâtiment de Holon
Selon M. Zimman, l'avenir de BROAD est fortement axé sur son concept de bâtiment Holon. Ces immeubles résidentiels de moyenne et grande hauteur se caractérisent par une conception modulaire reproductible. "Chaque module a la taille d'un conteneur d'expédition standard de 40 pieds de long, 8 pieds de large et 10 pieds de haut : 40 pieds de long, 8 pieds de large, 10 pieds de haut - ils peuvent donc être transportés comme des conteneurs ordinaires. Sur le site, ils se replient pour atteindre une largeur de 16 pieds".
Dans le cas de la construction modulaire, M. Zimman explique que les économies de coûts et de temps augmentent lorsqu'une plus grande partie du processus de construction est réalisée dans l'usine. Le contrôle de la qualité s'améliore également. Toutes les installations mécaniques, électriques, de plomberie et intérieures sont intégrées dans les modules du bâtiment Holon à l'usine.
"Sur le site, il suffit de déplier les modules, de les boulonner et de les raccorder aux services publics. Le bâtiment est alors prêt à être emménagé", explique M. Zimman.
Les bâtiments Holon sont conçus pour offrir une flexibilité maximale. "Le plan d'étage et la disposition des pièces peuvent être modifiés à tout moment après l'achèvement de la construction. Même la hauteur peut changer - nous pouvons simplement enlever le module de toit et ajouter des étages supplémentaires. Les bâtiments peuvent être réaffectés, voire démontés et déplacés", explique M. Zimman.
Le premier exemple de bâtiment BROAD Holon, le Garden A-1, a été construit à Changsha en juin de cette année. Cet immeuble de 11 étages, d'une superficie de 32 000 pieds carrés, est composé de 56 modules qui ont été fabriqués en 15 jours et empilés sur place en moins de 29 heures.
M. Zimman décrit la stratégie "1000 villes" de l'entreprise : "Nous avons l'intention de construire des immeubles Holon dans 1 000 villes, dont 80 aux États-Unis, au cours des huit prochaines années. Il s'agira d'installations à usage mixte comprenant des bureaux et des logements locatifs aux étages supérieurs, ainsi que des espaces communautaires aux niveaux inférieurs. Nous fournirons également des Holon Buildings aux promoteurs et aux investisseurs immobiliers."
Si vous souhaitez en savoir plus sur BROAD, M. Zimman indique que l'entreprise exposera à l'Offsite Construction Expo à Denver en septembre et qu'elle aura également un temps de parole dans le cadre de l'exposition virtuelle.
A propos de l'auteur : Zena Ryder est rédactrice indépendante, spécialisée dans la rédaction d'articles sur la construction et pour les entreprises de construction. Vous pouvez la trouver sur Zena, Freelance Writer ou sur LinkedIn.
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