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Des propriétés spécifiques du bois comme réponses aux problématiques de construction

Salle de musique | Marte+Marte arch. | 2002

En architecture, il y a dans l’esprit commun des idées préconçues difficiles à clarifier. Submergés par les constructions en béton ou en acier, souvent utilisées machinalement, nous en oublions l’impact énorme du choix du matériau sur l’utilisation du bâtiment. Le bois, longtemps considéré comme un matériau impropre et peu durable, regagne de l’intérêt grâce aux problématiques économiques. Mais outre son prix, nous allons voir au travers d’exemples en quoi il peut répondre, par ses propriétés, à des problématiques majeures de conception, de confort ou d’usage.

Légèreté

Lorsque l’on compare la densité du bois à celle des autres matériaux, nous constatons qu’il est le matériau structurel le plus léger (de 350 à 1 100 Kg/m3 contre 2 300 pour le béton et plus de 7 000 Kg/m3 pour l’acier). Cette propriété est un grand avantage lors de petits chantiers car il peut y avoir une économie dans la mise en œuvre. En effet, selon l’article R. 231-72 du code du travail, un travailleur ne peut être admis à porter d’une façon habituelle des charges supérieures à 55 kg. Cela permet également de bâtir des édifices dans des endroits où l’apport de matériel est difficile comme en montagne. A ce titre, le refuge de Furfande d’Arvieux dessiné par l’architecte Frédérique BREYSSE, a été construit avec l’aide d’un hélicoptère qui acheminait les ossatures bois pour les murs et la charpente jusqu’au site du chantier.

Tenue au feu

L’idée la plus prégnante dans les esprits est que le bois brûle plus vite qu’un autre matériau et s’avère donc moins efficace et plus risqué à utiliser. Il est vrai que lors d’une combustion, le bois perd de l’épaisseur à une vitesse de 4cm/h par faces, cependant, il dispose d’une très faible dilatation thermique et une très faible conductivité thermique, de plus, le point le plus important est que le bois ne se ramollit pas lorsqu’il est en contact avec une forte chaleur, comme peut le faire l’acier. Il conserve donc ses propriétés structurelles jusqu’à ce que l’épaisseur restante soit insuffisante. Afin de prévoir un intervalle nécessaire à l’évacuation, certains bâtiments ont choisi d’utiliser de grandes sections pour leur ossature. Les maisons à colombage multiplient les poutres et les poteaux de grande section qui sont protégées par un remplissage (hourdage) souvent en briques et par un enduit de finition.

Humidité & conservation

Le bois est un matériau organique poreux qui peut influencer l’humidité d’un intérieur. L’élevage d’un vin par exemple exige non seulement un environnement avec un taux d’humidité stable mais également avec une qualité d’air très contrôlée. C’est avec le bois (et autres matériaux naturels) que l’agence AtelierZéroCarbone architectes a répondu à ces problématiques en proposant une cave passive à structure en caissons formant une voûte nubienne. L’isolation a été traitée avec de la paille et les finitions par des panneaux de roseaux enduits de terre naturelle. L’ossature en bois est en lamellé-cloué et non pas collé, car la colle pourrait produire des déviations organoleptiques du vin par des composants organiques volatiles.

Matériau non conducteur

Le choix du matériau principal de construction peut également avoir une importance par rapport aux équipements utilisant des champs électromagnétiques. Nous avons tous eu au moins une fois une coupure de communication lors d’appels depuis ou vers un intérieur, les ondes utilisées par le téléphone portable sont coupées soit par l’épaisseur de béton ou d’un matériau dense, soit par une ossature métallique qui, dans ce cas de figure, joue le rôle d’une « cage de Faraday ». Cependant, le bois est un matériau non conducteur et permet de laisser passer les ondes électromagnétiques (son influence étant négligeable). Mais plus important que le simple confort d’un appel téléphonique, c’est dans l’imagerie médicale que la structure en bois aura un vrai intérêt. Dessinée par l’architecte Aline DUVERGER, l’extension IRM du Centre Hospitalier du Puy-en-Velay possède une ossature en bois aux propriétés amagnétiques et permettant aux médecins de produire des images de meilleure qualité.

Acoustique

Par ses qualités de malléabilité et de densité, le bois est justement reconnu pour ses propriétés acoustiques remarquables. L’acoustique d’un espace est due à la capacité des parois à absorber ou à renvoyer le son. Un matériau à forte densité aura tendance à réfléchir les ondes sonores et à produire des résonnances alors qu’un matériau de faible densité aura tendance à l’absorber. Pour des besoins expérimentaux, les ingénieurs acousticiens on parfois recours à des chambres dites « anéchoïques », dont les murs, sols et plafonds sont recouverts de prismes en mousse de polyuréthane chargée d’un complexe à base de carbone et qui ont pour effet de supprimer tout écho dans la pièce. A l’inverse, les cathédrales gothiques disposent d’une très grande résonnance due aux dimensions de l’espace mais aussi de la pierre omniprésente. Pour que l’acoustique d’un espace soit jugée « confortable », il faut trouver un juste milieu entre résonnance et absorption du son. Des panneaux de bois ont été étudiés pour absorber et diffracter le son, soit par de petits percements soit par des rainures. Pour le projet de la Maison de la mutualité à Paris, l’architecte Wilmotte & Associés a utilisé des panneaux MAkustik MA20 qui possèdent 307 000 perforations par m² et sont donc à peine visible.

Durabilité

Dans l’inconscient collectif, le bois n’est pas un matériau durable car il peut être attaqué par des champignons ou des insectes. Mais ces derniers ne sont que la conséquence d’un mauvais traitement des écoulements d’eau, favorable au développement de germes. De nombreuses solutions permettent de faire circuler de l’air là où l’eau est susceptible de s’accumuler. Mais dans certains cas, c’est grâce à l’eau que le bois peut être traité contre les moisissures. Le collège Nicolas Copernic à Duttlenheim, par l’architecte Jean-Vendelin KRUMMENACKER, dispose d’un dôme en tuiles de bois couronné par un skydome et d’une couvertine en cuivre. Le bois en extérieur génère souvent des problématiques liées à sa durée de vie. Mais ici, le bois est traité d’une manière particulièrement intelligente. En effet, à chaque moment de pluie, l’eau ruisselle sur le cuivre, se charge en ions de cuivre puis s’écoule sur les tuiles bois, les traitant ainsi contre larves et champignons.

Si le bois peut répondre efficacement à des problématiques de construction, de sécurité, d’utilisation, de confort et de durabilité, il demande cependant une grande justesse de mise en œuvre. Son utilisation valorise également la filière bois en France comme ailleurs, héritage de tout un savoir-faire de garde-forestiers, d’élagueurs, de scieries, de charpentiers, de menuisiers etc. Matériau bien plus complexe qu’il n’y paraît, il représente un choix extrêmement intéressant dans le monde de la construction.


Jérôme PERTUY

22 / 10 / 2016