Le prototype Terra Nostra célèbre le mariage de la terre et du bois

7 Nov 2016

Le prototype Terra Nostra qui met en avant la construction en bois et terre est en cours de remontage à Grenoble après avoir été exposé cet été à Lyon. Il a été conçu et construit par le « team Auvergne Rhône-Alpes », équipe pluridisciplinaire constitué d’étudiants, enseignants, chercheurs et professionnels du bâtiment.

Le matériau terre se révèle tout à fait pertinent dans une approche éco-responsable de la construction : c’est un matériau écologique qui contribue à l’amélioration du confort thermique et acoustique mais aussi à l’esthétique du bâtiment. Matériau bas-carbone, la terre est totalement recyclable et affiche un coût très faible en énergie grise qui rivalise spectaculairement avec les matériaux utilisés couramment dans la construction. Associé avec le bois pour ses qualités structurelles, il a toute sa pertinence pour la construction de collectifs en milieu urbain.

Son excellente régulation thermique garantie, par ailleurs, un apport d’inertie dans l’habitation, assurant une régulation soit journalière (3/10 cm) à travers les cloisons, soit saisonnière à travers les murs plus épais (30/50 cm).
Le matériau terre, trois fois plus performant que le béton, assure une absorption d’eau de 60 g par mètre contre 20 g pour le béton et, de fait, un confort hygrothermique remarquable. Acoustiquement, une cloison en panneaux de terre offre une amélioration de 7dB d’isolement par rapport à une cloison de plâtre traditionnelle.

Un prototype de logement collectif et évolutif
Le projet comprend seize logements sur quatre étages. Chaque étage offre des espaces communs qui permettent à des couples primo-accédants de bénéficier de prolongements extérieurs partagés. Le rez-de-chaussée de cet ensemble est plus particulièrement dédié à des locaux commerciaux ou associatifs.

Le prototype, quant à lui, représente un extrait légèrement modifié de cet ensemble, en montrant un appartement de 100 m2 et un étage répondant à une évolution possible du logement en espaces de co-working par exemple. Les espaces communs recevant des carrés potager et une cuisine commune font la démonstration d’une possible mise à disposition d’espaces communs qui favorisent une sociabilité de voisinage, avec notamment le développement d’activités partagées et une mutualisation des services.

L’équipe a fait le choix de mettre en avant la construction en bois et terre, dans l’objectif de répondre à : quel bon usage de ces matériaux pour des logements situés en milieu urbain rhônalpins ?
Pour cela, le bois a été choisi pour ses qualités structurelles répondant notamment aux problématiques de densité verticale et de sismicité. La terre mélangé à de la fibre en remplissage d’ossature a été utilisée pour ajouter en confort d’été mais également en substitution de plaque de plâtres à l’intérieur du logement pour ses qualités de régulation thermique et acoustique.

Issue de la team Rhône-Alpes lauréate du Solar Decathlon Europe 2012, la team AuRA (Auvergne-Rhône-Alpes), portée par Les Grands Ateliers, a proposé la conception et la réalisation de ce prototype dans le cadre de la manifestation de Lyon 2016, capitale de la terre.
Ce projet d’habitat s’inscrit dans l’enseignement d’une thématique de master partagée entre les Écoles Nationales Supérieures d’Architecture de Grenoble et de Lyon : la thématique de master Architecture & Cultures Constructives, le DEM Architecture, Ambiances & Cultures Constructives.
L’équipe est également constituée d’étudiants et d’enseignants de l’IUT1 Génie électrique de l’Université Grenoble Alpes, de l’AFPA Auvergne Rhône-Alpes, des Compagnons du Devoir et de l’école d’ingénieur ENTPE.
Le projet est développé en collaboration avec des institutions scienti ques et des laboratoires de recherche tels que l’unité de recherche AE&CC avec les laboratoires CRAterre et Cultures Constructives, l’atelier Amàco, l’unité de recherche EVS-LAURE UMR5600, le laboratoire CRESSON, l’Institut National de l’Énergie Solaire (INES).
L’originalité du projet réside dans la collaboration avec des partenaires institutionnels et des mécènes à l’expertise reconnue. Ils apportent financement, matériaux et support intellectuel.

Les mécènes
STEICO / ossature et isolants / bois de structure (profils en I et CLT), isolant laine de bois, sur-isolant fibre de bois
UNILIN / contreventements verticaux + frein vapeur / panneaux Vapourblock
KRONO / contreventements horizontaux / panneaux OSB
DUCERF / bois de terrasse / frêne thermochauffé (THT)
TARKETT / parquet int. / chêne massif contrecollé
GIROD SA / lambris au plafond / épicéa du nord finition brossé
COSYLVA / poteaux et poutres / douglas lamellé-collé
SIVALBP / bardage / douglas pré-grisé New Age
PHILIBERT + ST GOBAIN + LBA THIVEL / menuiseries / pin rouge finlandais avec finition lasure Naboco
FERMACELL / contreventement verticaux + chape sèche / plaques fibre-gypse, nid d’abeille
TREMCO-ILLBRUCK / étanchéité des menuiseries / compribande
OSSABOIS / bois de structure et aide à l’optimisation de la préfabrication en 3D
AKTERRE / enduits en terre et terre de construction

L’aide de laboratoires et de professionnels a été sollicitée pour la mise en oeuvre des matériaux et techniques terre : projet Amàco, laboratoire CRAterre, AFPA, Sylvie Wheeler pour la mise en œuvre du pisé, des enduits, des panneaux et des briques terre / chanvre.

Core et faux core : préfabrication en 3 dimensions

Chaque étage du Core est constitué de deux blocs préfabriqués en trois dimensions en atelier. De la structure jusqu’aux finitions, celui-ci est entièrement achevé quand il est livré sur site.
Posé à l’aide d’une simple grue, ce système constructif permet une plus grande qualité de mise en œuvre et un meilleur contrôle lors de la préfabrication en atelier, notamment concernant les parties uides (eaux, électricité, etc.), et un assemblage rapide sur chantier. Le CORE accueille ainsi la cuisine, la salle de bain et les toilettes ainsi que les éléments techniques (chauffe-eau, tableau d’électricité…)
Le choix d’une belle hauteur sous plafond et d’une ouverture généreuse sur l’extérieur participe à créer des espaces agréables à vivre. L’enjeu architectural était de proposer une spatialité généreuse et fluide tout en prenant en compte les contraintes de transport conditionnant la largeur maximale d’un bloc à 2 mètres 50 extérieur.

Le «faux Core» à la même ossature bois qu’un Core, le remplissage et les finitions en moins. Il est composé de deux blocs préfabriqués en trois dimensions en atelier. Les câbles métalliques participent à son contreventement.
Le module du bas loge la rampe d’accès accessible aux personnes à mobilité réduite.
Celui de l’étage sera un lieu d’expérimentation par la suite.
Les deux «faux core» en plus de supporter les planchers de l’espace commun, permettent de simuler la présence de l’appartement qui se développerait en symétrie dans le projet urbain. Ces éléments permettent ainsi de donner une idée plus juste de l’espace partagé.

Parois du core
Structure en bois
L’ossature du CORE, posée sur un châssis en douglas, est une structure poteaux poutres en I. Fourni par STEICO ce système de poutres en I optimise la matière en augmentant la résistance et réduisant le poids de la poutre. Le profil I permet de grandement minimiser le pont thermique.
Remplissage innovant
Pour la partie du Rez-de-chaussée, la structure des murs extérieurs est remplie par plus de 1850 briques de terre allégées (terre/chanvre). Le mur intérieur est quant à lui constitué d’un mur pisé.
Pour la partie du R+1, l’ossature des pignons a été remplie de briques de terre allégées, tandis que celle située à l’ouest a été remplie de bottes de paille. Utiliser cette technique, qui commence à se démocratiser, permettra par la suite de faire des études comparatives entre les deux techniques de remplissage.
Finitions
En intérieur, le contreventement est effectué par des plaques de Fermacell composées de gypse et de fibres. Celles-ci sont peintes ou recouvertes de Tarkett pour la partie douche.
En extérieur, les murs sont recouverts de trois couches d’enduit terre fourni par Akterre.

Parois de la skin
Une structure bois
Tout comme le CORE, l’ossature des murs est constituée d’un cadre composée de montants en I disposés entre une lisse haute et basse en lamibois (bois contrecollé). Le remplissage entre montants est fait avec 24 cm de laine de bois. Côté extérieur est posé un sur-isolant en fibre de bois d’une épaisseur de 6 cm. Celui-ci est composé d’un pare-pluie sur sa face extérieure permettant de mutualiser les fonctions dans le même produit. Le contreventement est effectué par par des panneaux UNILIN de 12 mm qui font également office de pare-vapeur.
Finitions extérieures
Fixé sur un lattage contre lattage, le bardage est composé de lames de douglas pré-vieillies Ce traitement permet une plus grande pérennité de la façade dans le temps. Les parties du bardage situées à la jonction entre les caissons de plancher et les murs sont amovibles afin de prévenir le futur démontage et remontage du prototype.
Finitions intérieures
Les murs intérieurs sont recouverts de panneaux terre encadrés dans des support en bois. Ces panneaux terre sont recouverts d’un enduit clair afin de garder une belle luminosité dans la pièce. Des plinthes, dites techniques, en partie haute et basse du mur permettent de laisser courir les réseaux électriques et hydrauliques dans la skin depuis le bloc technique.