Vous vous souvenez de ces bûches de Lincoln à l’ancienne avec lesquelles les enfants jouaient avant d’être rivés à leur tablette ?
Aujourd’hui, la conception créative à partir de matériaux en bois n’est plus réservée aux enfants.
Partout dans le monde, l’architecture à ossature bois atteint de plus en plus de nouveaux sommets esthétiques et techniques.
Cette évolution est alimentée par les progrès réalisés dans le domaine du “bois de masse”, un bois fabriqué en usine à partir de couches de planches fusionnées afin d’en accroître la résistance et l’intégrité structurelles.
Bien que le bois de masse soit fabriqué à des fins commerciales en Europe depuis les années 1980, il a attiré l’attention des architectes et des constructeurs en raison de sa promesse d’être une alternative durable et écologique au béton, l’un des pollueurs les plus notoires au monde.
Selon Acumen Research and Consulting, les ventes de bois de construction dans le monde ont atteint un peu plus d’un milliard de dollars l’année dernière, un chiffre qui devrait tripler d’ici à 2030.
Le besoin d’innovation est évident : la construction de bâtiments contribue à 40 % des émissions de carbone dans le monde, le ciment étant responsable à lui seul de près de 10 % de ce total.
Le bois de masse, quant à lui, séquestre le carbone, absorbant une tonne de carbone pour chaque mètre cube utilisé, selon l’Institut du bois de masse de l’Université de Toronto.
Mieux encore, contrairement au béton – un dérivé du ciment nuisible à l’environnement – le bois de construction se renouvelle naturellement lorsqu’il est boisé de manière raisonnée.
Toutes les semaines, un nouveau superlatif de l’architecture en bois semble sortir du bois.
Dans le West Side de Manhattan, par exemple, le leader de l’architecture Skidmore, Owings & Merrill (SOM) a récemment installé un pont en treillis en cèdre jaune d’Alaska de 260 pieds de long qui s’étend de la High Line au Moynihan Train Hall.
Le cèdre est en fait constitué de pièces de lamellé-collé, des lamelles de bois collées et scellées pour résister à l’humidité.
Milwaukee abrite actuellement la plus haute tour en bois du monde, l’Ascent (284 pieds) de Korb + Associates Architects, qui a battu de justesse l’année dernière sa rivale norvégienne, la tour Mjøstårnet (280 pieds) de Voll Arkitekter.
Plus récemment, le pavillon Serpentine de Londres, qui a ouvert ses portes en juin, a été conçu par l’architecte Lina Ghotmeh, née à Beyrouth et basée à Paris, en utilisant du bois lamellé croisé (CLT), un matériau semblable au contreplaqué, composé de planches de bois empilées à angle droit.
Plus ambitieux encore, un promoteur immobilier de Stockholm vient d’annoncer un projet de près de 2,7 millions de mètres carrés de logements et de commerces en bois massif, qui sera le plus grand au monde.
Le cabinet d’architectes texan Lake | Flato, dont l’hôtel Magdalena à Austin a été le premier bâtiment en bois massif des États-Unis, se lance dans la réalisation de deux projets grandioses en bois : le Amy Guttman Hall à l’université de Pennsylvanie et le Dickie Hall à l’université Trinity de San Antonio, le plus grand projet en bois massif du pays.
“Symboliquement et concrètement, le bois de masse est le matériau de construction dont notre culture a besoin en ce moment”, déclare Ryan Jones, associé de Lake | Flato. “Le bois de masse transforme les exigences structurelles d’un bâtiment en un environnement chaleureux et tactile qui semble également organique. En termes d’empreinte carbone, Mass Timber représente moins de 50 % de celle de l’acier ou du béton”, ajoute-t-il. “Tout cela est crucial à l’heure où nous subissons l’impact global du changement climatique.
Malgré les éloges enthousiastes, la construction en bois massif est loin d’être un courant dominant.
Les réglementations varient d’un pays à l’autre, voire d’un État à l’autre, mais elles évoluent rapidement.
Prenons l’exemple de l’Ascent Tower de Milwaukee. Lors de sa conception initiale en 2018, la construction en bois massif n’était autorisée qu’à une hauteur de 85 pieds.
Mais l’architecte du projet, Jason Korb, a réussi à contourner les réglementations du Code international du bâtiment (IBC) pour la pousser beaucoup plus haut après que sa conception a dépassé les attentes lors d’un test d’incendie de trois heures effectué sur ses colonnes.
À Brooklyn, l’architecte Eric Liftin de Mesh Architectures a conçu le premier immeuble de copropriété en bois massif de New York, le 670 Union, dont les 14 appartements ont été mis sur le marché l’année dernière.
Le processus d’approbation et de conception alambiqué du projet démontre le manque de clarté concernant l’utilisation du bois massif dans la ville de New York. Initialement, le 670 Union devait être construit en CLT, un matériau encore plus résistant que le lamellé-collé et utilisé en Europe depuis les années 1980.
Le département des bâtiments de la ville de New York a donné son feu vert au projet CLT, mais s’y est ensuite opposé parce que le matériau n’avait pas encore été approuvé pour la construction résidentielle. Liftin s’est rapidement tourné vers le bois lamellé-collé – autorisé depuis des décennies – et, avec le soutien de Brad Lander, membre du conseil municipal de l’époque et politicien progressiste, a mené le projet jusqu’au bout.
Tous les appartements ont été vendus, souvent à un prix supérieur à celui demandé.
Fin 2021, la ville de New York a finalement approuvé l’utilisation du CLT pour les structures d’une hauteur maximale de 85 pieds – l’une des quelque 7 400 révisions des codes de construction de la ville approuvées lors de la première révision complète en près d’une décennie.
Entre-temps, l’IBC a également mis à jour son allocation de bois de masse en 2021, qui permet désormais la construction de bâtiments de 18 étages maximum.
Liften, l’architecte du 670 Union, se félicite de cette nouvelle révision, mais estime qu’il reste un long chemin à parcourir avant que le bois de masse ne devienne la norme à New York. “NYC a légalisé le CLT, mais son utilisation est encore très limitée et nécessite des conditions qui peuvent être contre-productives”, explique M. Liften.
Par exemple, dans les dernières autorisations du DOB, le CLT ne peut pas être utilisé pour les noyaux d’ascenseurs ou les types de faux-plafonds qui abritent généralement les équipements mécaniques.
Néanmoins, en cette période de prise de conscience écologique, l’attrait du bois de masse ne peut que s’accroître.
D’une part, il est beaucoup plus durable que les matériaux de construction courants tels que le béton et l’acier. Il peut être préfabriqué avec précision hors site, ce qui permet de gagner du temps, d’éviter les déchets de construction et, surtout, d’économiser de l’argent.
Le bois de masse est fabriqué à partir de bois jeune et, lorsqu’il provient de forêts bien gérées et en voie de repeuplement, “il constitue un puits de carbone”, explique M. Korb.
En utilisant le bois plutôt que l’acier et le béton, par exemple, le processus de construction de sa tour Ascent a permis de retirer de la route l’équivalent de 2 400 voitures pendant une année entière.
Le bois de masse est également léger, ce qui permet d’ajouter des bâtiments qui ne surchargent pas les structures existantes et qui se comportent bien en cas de tremblement de terre.
En mai dernier, par exemple, l’université de Californie à San Diego a testé avec succès une structure en bois massif de 10 étages réalisée par Lever Architecture, basée à Portland, dans l’Oregon, et à Los Angeles, qui a résisté à l’équivalent d’une secousse d’une magnitude de 7,7.
Grâce à sa capacité naturelle à se carboniser et à s’auto-isoler, le bois peut résister aux incendies au-delà des exigences du code, tout en brûlant de manière plus prévisible que les poutres en acier qui se tordent sous l’effet de la chaleur.
Dans le cas d’Ascent, l’ingénieur structurel John Peronto de Thornton Tomasetti, basé à Chicago, a collaboré avec le laboratoire des produits forestiers de l’USDA pour mener à bien les essais de résistance au feu, parmi les plus rigoureux jamais réalisés pour une construction en bois lamellé-collé.
Les plaques de plancher en CLT de sept pouces d’épaisseur de la tour se sont révélées capables de conserver leur intégrité pendant deux heures, tout comme les dalles de béton traditionnelles, explique Peronto.
Cependant, la nouvelle notoriété architecturale du bois de masse n’a pas été sans conséquences.
C’est ce qu’affirme l’un des plus anciens défenseurs de ce matériau. Hermann Kaufmann, directeur du cabinet autrichien HK Architekten, travaille professionnellement avec le bois de construction depuis 35 ans.
Il s’est passionné pour le bois lors de ses études d’architecture à l’université d’Innsbruck dans les années 1970.
Bien qu’il soit toujours favorable au bois de construction, M. Kaufmann est tout à fait conscient de ses limites. “Construire en bois nécessite beaucoup de connaissances et de planification”, explique-t-il, en précisant que si elles ne sont pas correctement construites, les structures en bois deviennent vulnérables à l’humidité, le plus grand ennemi du bois, et à la pourriture qui s’ensuit.
Il y a aussi les limites structurelles du bois, qui est toujours surpassé par les matériaux de construction plus traditionnels. “Au fur et à mesure que la charge sur les éléments structurels augmente, la résistance des fibres de bois est naturellement limitée par rapport au béton ou à l’acier”, explique M. Peronto.
Ce qui signifie, du moins pour le moment, que les poutres en acier continueront à régner en maître sur les tours dépassant une certaine hauteur. Les pionniers clairvoyants du bois de masse testent en permanence la hauteur de ces tours.
Il y a aussi la question de la géographie. Le bois d’architecture peut réduire le carbone incorporé global d’un projet, c’est-à-dire le carbone total produit depuis la construction jusqu’à la destruction, en passant par l’exploitation, mais de manière plus significative si le matériau est d’origine locale.
La culture du bois de construction reste cependant une niche, des endroits comme l’Oregon, le Canada et la Suisse étant responsables de la majeure partie de la production mondiale.
Selon Kim Van Holsbeke, partenaire de SOM, cela pose un problème lorsqu’il s’agit d’augmenter la production de bois de masse tout en préservant l’environnement.
Comme M. Kaufmann, M. Van Holsbeke considère que le bois de masse est mûr pour l’innovation, mais qu’il ne dispose pas encore des certifications et des systèmes de chaîne d’approvisionnement nécessaires pour répondre aux exigences des consommateurs et de l’environnement.
“L’industrie du bois n’est pas aussi normalisée pour les projets à grande échelle que nous le souhaiterions”, déclare Van Holbeke, dont l’entreprise construit actuellement le New York Climate Exchange de l’université Stony Brook sur Governors Island, où tous les nouveaux bâtiments – ainsi qu’une poignée d’anciennes casernes existantes – seront construits en bois. “Il y a une pénurie de bois et d’usines de fabrication capables de produire la qualité et la personnalisation que nous avons dans l’industrie de l’acier”, poursuit-elle. Jusqu’à ce que les choses changent, les architectes seront contraints de revenir aux méthodes de construction qui les ont poussés à rechercher de nouvelles solutions.
Néanmoins, comme la durabilité devient de plus en plus importante pour les acheteurs de maisons, le bois de masse devrait devenir plus courant, selon Bill Caleo, promoteur de Timber House et cofondateur de Brooklyn Home Company. C’est un investissement intelligent.
“Les acheteurs étant de plus en plus conscients de leur empreinte [carbone], le bois de construction nous rapprochera de la construction d’espaces à l’épreuve du temps” avec un impact minimal sur l’environnement, explique-t-il.
Bien que les réglementations du DOB de New York soient encore en retard par rapport à la plupart des pays du monde, la communauté des architectes de la ville est convaincue que le bois de construction est l’élément de base de l’avenir, et ce à juste titre.
“Le bois massif est un véritable matériau d’architecte : délicieusement conçu, simplement efficace, beau”, déclare Liftin, qui conçoit actuellement une rangée de cinq maisons de ville en bois massif à Brooklyn. “Mais la plupart d’entre nous ne s’attendent pas à ce que le bois de construction prenne le pas sur tous les autres systèmes structurels.
Le manque de ressources en bois omniprésentes exigera la modération (et l’itération) à un moment donné, si ce n’est pas maintenant. “À l’avenir, nous devrons utiliser le bois avec parcimonie”, prédit M. Kaufmann, qui estime que le recyclage du bois existant deviendra essentiel.
Également intéressant : Les technologies qui associent des matériaux de construction conventionnels tels que l’acier et le béton à du bois de masse.
“Ce sont les systèmes composites qui représentent l’avenir”, déclare Peronto, l’ingénieur structurel qui conseille actuellement l’architecte Sir Norman Foster dans le cadre d’un projet visant à recouvrir une cour de triage active à la gare centrale de Stockholm avec un système de bois de construction sur mesure.
