G-Brick, panneaux structurels isolants

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ANTÉCÉDENTS
Ces travaux sont le fruit de la volonté du client de construire une maison individuelle sur un terrain de sa propriété situé dans la ville de Baños de Río Tobía (La Rioja). Il s’agit d’un projet ambitieux en termes de performance du bâtiment et de système de construction, des systèmes de construction préfabriquée à sec étant utilisés dès les prémices du projet et de hautes performances techniques étant exigées.

Le projet de mise en œuvre se déroule au cours des premiers mois de l’année 2016. La fabrication en atelier marque le début de la construction au mois de mars. La fin des travaux est prévue au cours du mois de septembre 2016, ce qui se traduit par des délais particulièrement courts au regard des délais généralement admis.

PROGRAMME
Le programme de besoins défini nécessite la construction d’une maison individuelle abritant une chambre double, un coin salon, une cuisine et une salle à manger, un cellier, une salle de bains et deux toilettes. Le programme est complété par un porche extérieur et un jardin en plein air qui comprend un espace à ciel ouvert destiné au stationnement d’un véhicule.

Il est également exigé que la construction soit mise en œuvre en utilisant un système de construction préfabriquée à base de panneaux en bois qui satisfait les critères de durabilité et d’efficacité énergétique nécessaires à l’obtention du certificat Passivhaus.

Bien que s’agissant d’un cas standard en termes de type, de programme et de dimensions, loin des clichés habituels, le bâtiment envisagé est contemporain à tous points de vue : typologique, constructif, spatial, en marge des critères esthétiques et/ou de construction classiques, en tenant compte des critères d’efficacité énergétique lors de l’ensemble des étapes de conception et de mise en œuvre.

La solution retenue est le fruit du strict respect du programme requis dans les termes et conditions sous tous ses aspects, en insistant notamment sur la qualité des espaces résultants, de l’exécution matérielle et de la bonne performance énergétique de l’ensemble.



DESCRIPTION DU PROJET
Le logement est entièrement conçu sur un seul étage et sans dénivelés le long de sa surface construite. Il a une forme longitudinale dans le sens nord-sud et s’aligne avec la limite située à l’ouest, créant une mitoyenneté avec la propriété voisine. La façade sud qui donne sur la calle veintinueve de junio s’adapte également à l’alignement du terrain. La partie de terrain correspondant à l’est est ainsi dégagée, étant alors destinée à un jardin privatif.

Le volume longitudinal présente une toiture inclinée à un pan qui descend en direction du jardin. De ce côté, l’alignement de l’ensemble est rompu par la proéminence du volume correspondant au salon, qui bénéficie ainsi d’une plus grande présence de l’espace vert. Ce second volume dispose d’une toiture inclinée à deux pans jumelée avec la toiture principale susmentionnée.

Les principales dimensions de l’ensemble sont de 22 par 4,15 m, et le volume de l’espace de vie mesure 4,80 par 3,90 m. Les pentes des toitures se situent entre 16 % et 21 %. La hauteur de la corniche s’élève à 2,57 m, et celle de la faîtière, à 3,55 m.

De son côté, le jardin respecte la topographie originale du terrain, étant à un niveau légèrement plus bas que celui de l’intérieur de la maison.

FONDATION
Le choix du système de fondations s’est tourné vers l’exécution d’un radier en béton d’une épaisseur de 25 cm reposant sur le terrain et isolé au niveau de sa face inférieure. L’épaisseur non négligeable de ce radier est due aux exigences thermiques (résultat d’une masse importante, ce radier agit en qualité de puisard thermique, adoucissant les températures diurnes et nocturnes), de sorte qu’en termes mécaniques, il est clairement surdimensionné.

L’ensemble du système structurel repose sur ce radier.

STRUCTURE ET ENVELOPPE
La structure et le bardage sont composés de panneaux sandwichs structurels autoportants « Garnica Brick » 12/100/12, placés verticalement et modulés à 1 200 mm. Les raccords entre les panneaux sont effectués par des clavettes en bois insérées dans l’âme du panneau et vissées entre elles.

Le panneau se compose d’une âme d’isolation thermique en polystyrène extrudé (XPS) d’une épaisseur de 10 cm et de deux contreplaqués en bois Duraply d’une épaisseur de 12 mm. Ces panneaux ont une résistance suffisante à la compression, au flambement et à la flexion ainsi notamment qu’aux contraintes horizontales, agissant comme un diaphragme sur leur propre plan. Le raccord des panneaux disposés perpendiculairement les uns aux autres formant un caisson se traduit par un ensemble léger et particulièrement rigide, capable de supporter l’ensemble des contraintes auxquelles la structure sera soumise.

La structure de la toiture est construite avec le même panneau de type sandwich « Garnica Brick » 12/100/12, reposant sur les façades. Les raccords de panneaux et les nœuds sont résolus avec des auxiliaires en bois de pin traité en autoclave afin d’assurer la protection contre les champignons et l’humidité. La lumière entre les supports étant relativement élevée (3,60 m de projection horizontale), les panneaux sont renforcés sur leur face inférieure par des tierces en bois ayant une section de 10 x 6 cm et destinées à supporter les efforts de flexion.

En outre, l’utilisation de deux poteaux en bois ayant une section de 15 x 15 cm et destinés à supporter la partie de la toiture correspondant au porche extérieur est prévue, l’utilisation de panneaux en tant qu’élément de soutient n’étant pas recommandé pour des raisons architecturales.

La solution proposée est basée sur un système de construction qui de lui-même est beaucoup plus respectueux de l’environnement qu’une construction classique. Il suffit de prendre conscience du poids que le volume construit aura par rapport au même bâtiment fabriqué en maçonnerie traditionnelle. Il apparaît alors évident que le bilan de la consommation d’énergie entre les deux systèmes de construction est clairement en faveur de la construction légère. À cela s’ajoutent les économies découlant de la non-nécessité de transférer les opérateurs et les matériaux de construction sur site, le tout étant entièrement fabriqué en atelier. Outre le fait d’être principalement construit en bois : le seul matériau de construction entièrement renouvelable, et dont le cycle de vie ne produit pas de déchets.

TOITURE
Toiture inclinée composée d’une couche d’isolation thermique par l’extérieur d’une épaisseur de 10 cm en XPS reposant sur le panneau de formation du garde-pieds. Membrane imperméable respirante de type Tyvek, avec lattage et panneau prélaqué de type Arval Chantilly 5.40.900 T. Un lattage avec profilé oméga en acier galvanisé est posé sur ce panneau et la couverture en panneau imitation tuile en céramique de couleur terre y est vissée.

Étant donné que toutes les corniches des garde-pieds donnent sur le jardin privatif, aucune gouttière n’est nécessaire, les eaux pluviales se déversant directement sur le terrain.

FAÇADE
Façade composée d’une couche d’isolation thermique par l’extérieur en XPS d’une épaisseur de 10 cm fixée au panneau structurel de la façade. Membrane imperméable et respirante de type Tyvek. Finition avec panneau en ciment renforcé avec des fibres de type Euronit sur lattage avec profilé oméga en acier galvanisé fixé par des vis sur le panneau structurel, laissant une chambre d’air ventilée.

PAREMENTS VERTICAUX
Les murs porteurs en panneaux en bois et l’isolation sont habillés avec une plaque en plâtre de type placoplâtre d’une épaisseur de 13 mm sur des profilés autoportants en acier galvanisé avec chambre à air remplie de laine de roche de 50 mm, sauf au niveau des locaux avant toilettes, toilettes et cellier, où un lambris est directement utilisé avec la plaque elle-même.

Les cloisons de compartimentation des espaces sont des cloisons autoportantes en plaque en plâtre de type placoplâtre d’une épaisseur de 13 mm sur des profilés autoportants en acier galvanisé. Dans les pièces humides, un parement supplémentaire en carrelage posé sur une plaque en plâtre résistante à l’humidité est utilisé.

REVÊTEMENTS DE SOL ET TOITS
Revêtement de sol en panneau de chêne verni, sauf dans les pièces humides où un carrelage en grès blanc est utilisé. La terrasse extérieure est revêtue de grès gris sombre prévu pour l’extérieur.

Toit habillé en contreplaqué Garnica d’une épaisseur de 12 mm, visible. Dans les pièces humides, faux plafond suspendu en plaque de type placoplâtre d’une épaisseur de 13 mm et faux plafond suspendu modulaire avec regard de visite dans le cellier. Dans les espaces extérieurs couverts, le panneau de toiture de type Arval Chantilly prélaqué blanc est visible.

MENUISERIE
Menuiserie extérieure en PVC fixée à une tôle d’angle en bois selon le cadre, dont l’herméticité est assurée avec une bande de silicone et du ruban adhésif étanche. Trous battants et fixes. Volet roulant opaque dans la chambre. Le verre utilisé est de type Climalit 3+3/12/4/12/4 à double vitrage. L’ensemble de menuiserie - verre assure un haut niveau d’isolation thermique. L’installation sur site a été conçue pour atteindre une étanchéité à l’air maximum.

La menuiserie intérieure est composée de portes articulées en bois avec finition blanche et ferrures en acier inoxydable avec finition mate.

INSTALLATIONS
L’installation de la climatisation est conçue pour minimiser la consommation d’énergie primaire. Un unique point d’entrée et de sortie d’air de l’extérieur est adopté pour toute la maison. Y est installé un récupérateur de chaleur à très haut rendement. Un mécanisme d’extraction intégré au système assure le renouvellement de l’air nécessaire. La production de chaleur est prise en charge par une résistance électrique ayant une puissance de 2 kW.

SYSTÈME DE PRÉFABRICATION : PANNEAU GARNICA BRICK

À la recherche de nouvelles applications et évolutions à attribuer au panneau de bois contreplaqué, Garnica a créé une nouvelle gamme de produits connue sous le nom de Garnica Brick SIP, semblable aux panneaux structurels isolants américains, mais garantissant une amélioration significative des performances mécaniques et de la durée de vie.

Il s’agit d’un système de construction évalué à l’échelle européenne par l’Institut français FCBA, conçu à la recherche d’un système à haut rendement énergétique grâce à une importante isolation thermique et une haute étanchéité, idéal pour les projets passifs tels que ce projet d’une maison individuelle à La Rioja avec certificat « Passivhaus ».

Ces panneaux structurels assurent une durée de vie maximum du projet, les panneaux en bois qui les constituent étant fabriqués avec une technologie de traitement du bois spécialement conçue pour le contreplaqué. Ils sont certifiés classe de risque 3.

De même, les panneaux intègrent un noyau en XPS, un produit de très faible densité, mais présentant des performances mécaniques et thermiques particulièrement intéressantes, qui fournit légèreté, rigidité et facilité d’usinage au panneau, avec une transmission thermique le long de ses 24 mm d’épaisseur s’élevant à 0,32 W/m2K.

Lors de la conception du système de construction, le niveau de détail constructif atteint a permis une solution avec des ponts thermiques très contrôlés, facile à installer sur site, et évitant l’utilisation de ruban adhésif hermétique dans la plupart des raccords, garantissant une étanchéité maximum des joints. Cet avantage si important a été conçu en collaboration avec plusieurs architectes et entreprises de construction, et représente un progrès significatif dans la philosophie constructive de projets passifs.

DURABILITÉ : CERTIFICATION PASSIVHAUS
Tel que mentionné, lors du processus de projet tout comme lors de la mise en œuvre, l’accent a été mis sur l’obtention d’une construction durable. Cela implique tous les aspects du projet, de l’approche volumétrique générale et la distribution intérieure à l’aspect constructif et à la façon dont les installations sont prévues.

Afin de mettre en évidence les résultats obtenus, il a été décidé de suivre le processus de certification proposé par le Passivhaus Institut en Allemagne, certainement l’un des plus prestigieux et exigeants en la matière. Cet institut indépendant a défini une méthode de calcul basée sur des algorithmes afin d’évaluer avec une grande précision les performances d’une construction, et ce, dès la phase de projet.

Afin de garantir le succès du processus, le certificateur contribue au projet dès les prémices de la phase de conception et l’accompagne jusqu’à son achèvement complet. Lors de la phase de travaux, l’une des étapes les plus importantes réside dans le test d’étanchéité effectué après l’achèvement de l’enveloppe. Ce test a été effectué le 15 juillet 2016 et a permis de démontrer la pertinence du système, obtenant une valeur de 0,47 l/h face à une pression de 50 Pa, soit une valeur largement inférieure à celle de 0,6 l/h requise par l’Institut. Précisons qu’aucune correction n’a dû être apportée lors du test.

À la fin des travaux, un deuxième test d’étanchéité sera effectué afin de vérifier que les modifications apportées lors des dernières étapes des travaux ne nuiront pas aux performances de l’ensemble.

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