5 avantages de construire avec Cross

Jul 22, 2023

Alors que la construction représente près de 40 % des émissions mondiales de carbone - l'un des principaux moteurs du changement climatique induit par l'homme - les concepteurs, constructeurs et autres acteurs de l'industrie s'efforcent de réduire leur empreinte environnementale en intégrant des matériaux renouvelables et une conception durable dans leurs projets.

Le bois lamellé-croisé (CLT) est en train de devenir un matériau populaire de choix pour les structures résidentielles et commerciales à travers les États-Unis. Développé à l'origine en Europe dans les années 1990, le CLT est un produit en bois composé de plusieurs couches de bois de charpente disposées en croix et collées ensemble.

Le CLT est unique en ce sens qu'il a un rapport résistance/poids comparable à celui du béton, bien qu'il soit cinq fois plus léger. Depuis 2015, date à laquelle le CLT a été incorporé pour la première fois dans le Code international du bâtiment, le matériau a été utilisé comme une alternative durable pour former des murs, des toits, des sols et même des plafonds.

Steve Kelley, professeur Reuben B. Robertson au Département des biomatériaux forestiers du Collège des ressources naturelles de l'État de Caroline du Nord, s'est récemment associé au US Forest Products Laboratory pour examiner les avantages financiers et environnementaux - et les coûts - de l'utilisation du CLT dans les grands bâtiments en bois.

Nous avons parlé avec Kelley, dont les recherches portent sur la production durable d'énergie et de matériaux à partir de la biomasse, pour en savoir plus sur les avantages de l'utilisation du CLT pour construire des maisons et d'autres structures - de la résistance au feu et de la durabilité sismique à la séquestration du carbone. Voici ce que nous avons découvert :

La plupart des scientifiques conviennent que les émissions de gaz à effet de serre provenant des activités humaines, telles que la combustion de combustibles fossiles comme le charbon et le gaz naturel pour l'énergie, ont accéléré le réchauffement climatique au cours du siècle dernier.

La fabrication de matériaux de construction représente 11 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, la production d'une tonne de ciment entraînant l'émission d'environ une tonne de dioxyde de carbone, le gaz à effet de serre le plus abondant dans l'atmosphère.

Parce que le CLT est fait de bois, il peut stocker du carbone pendant la durée de vie du bâtiment et même capturer du carbone supplémentaire. En fait, les chercheurs ont découvert qu'un bâtiment commercial hybride en CLT de hauteur moyenne offrait une réduction de 15 à 26 % du potentiel de réchauffement climatique, selon la conception du bâtiment.

Kelley a déclaré que le bois n'est pas aussi énergivore que l'acier et le béton, ce qui signifie que le processus de fabrication du CLT émet moins de carbone. De plus, lorsque le bois est récolté dans des forêts gérées durablement, le CLT crée un cycle circulaire du carbone.

Les forêts agissent comme des puits de carbone - les arbres éliminent le dioxyde de carbone de l'atmosphère et le transforment en bois par photosynthèse. Lorsque les arbres sont abattus et utilisés pour construire des bâtiments, ils continuent de stocker du carbone dans la structure.

Si un propriétaire foncier plante un ou deux nouveaux arbres pour chaque arbre coupé, la nouvelle croissance commence un autre cycle de séquestration du carbone qui durera jusqu'à ce que les arbres soient récoltés et incorporés dans une structure en tant que panneaux CLT.

Avec des centaines de milliers d'incendies de structure survenant aux États-Unis chaque année, la décision d'utiliser du bois combustible pour un projet de construction peut sembler risquée. Mais la recherche montre que des structures CLT bien conçues offrent une résistance au feu significative.

Une étude de 2019 publiée dans la revue Wood and Fiber Science a révélé qu'une structure en CLT pouvait résister à plus de 90 minutes de combustion avant de s'effondrer. En comparaison, une maison à ossature de bois à un étage s'est effondrée après seulement 17 minutes.

Kelley a déclaré que le CLT agissait comme une grosse bûche sur un feu de camp, les panneaux épais brûlant suffisamment lentement pour que les bâtiments restent structurellement stables pendant de longues périodes lorsqu'ils sont exposés au feu.

Lorsque la surface d'un panneau CLT est exposée au feu, elle devient une couche noire de "char". Cette couche agit comme isolant, protégeant l'âme non brûlée du panneau d'une élévation de température excessive.

"Plus vous fabriquez des panneaux CLT épais, mieux ils forment cette couche de carbonisation protectrice", a déclaré Kelley.

Kelley a ajouté qu'une protection supplémentaire contre les incendies peut être ajoutée en encapsulant le CLT avec une couche protectrice de cloison sèche, comme cela est requis pour répondre aux exigences du code du bâtiment pour les structures en bois plus hautes.

Selon l'US Geological Survey, environ 143 millions d'Américains vivent et travaillent dans des zones où les tremblements de terre pourraient causer des dommages structurels au cours des 50 prochaines années - la durée de vie moyenne d'un bâtiment.

La performance sismique d'un bâtiment est liée à la résistance et au poids des matériaux de construction. Le CLT est un matériau solide, résistant et léger qui offre de bonnes performances lors d'un tremblement de terre, selon Kelley.

De plus, en raison de sa structure légère, une structure en CLT n'est pas susceptible de s'effondrer aussi lourdement sur les habitants lors d'un tremblement de terre par rapport à celles entièrement en acier ou en béton.

En 2007, une équipe de recherche conjointe italo-japonaise a testé un bâtiment CLT de sept étages sur une «table vibrante». Ils ont découvert qu'il pouvait résister aux forces sismiques du tremblement de terre de 1995 à Kobe, au Japon, qui a détruit plus de 50 000 bâtiments.

Alors que le CLT peut fournir une performance sismique améliorée, les architectes utiliseront fréquemment une combinaison de matériaux pour répondre aux exigences de sécurité.

Dans certaines applications, comme un plancher dans un immeuble de grande hauteur, la flexibilité du bois est une limitation qui peut être surmontée avec l'ajout d'un ou deux pouces de béton qui «raidifiera» la structure, selon Kelley.

Le vieil adage "le temps c'est de l'argent" est particulièrement vrai pour les projets de construction, où la capacité d'un constructeur à réaliser un profit dépend de sa capacité à terminer les projets dans les délais.

Contrairement au béton et aux autres matériaux de construction conventionnels, les panneaux CLT peuvent être préfabriqués dans une usine de fabrication hors site, puis installés plus rapidement car moins de joints sont nécessaires entre les éléments de support intérieurs.

Kelley a déclaré que le processus d'installation du béton nécessite un coffrage, un étayage et un renforcement avec des barres d'armature en acier. Avec le CLT, en revanche, une équipe de construction peut mettre en place les panneaux préfabriqués par grue, installer des connecteurs, puis attacher les composants ensemble.

En 2016, l'Université de la Colombie-Britannique a achevé Brock Commons - un complexe de logements étudiants de 18 étages incorporant une conception hybride de CLT avec des composants en béton et en acier - en moins de 70 jours.

"Parce que vous pouvez assembler le CLT couche par couche, vous pouvez le mettre en place assez facilement", a déclaré Kelley. "C'est un énorme avantage si vous construisez dans une zone urbaine où vous devrez peut-être fermer la rue environnante pendant un an ou plus."

Kelley a ajouté : "En réduisant le temps de construction, non seulement vous économisez de l'argent, mais vous gardez également la communauté heureuse."

Les bâtiments américains sont construits à partir de milliers de matériaux, dont beaucoup sont importés de Chine et d'autres pays. Bien que cette externalisation des matériaux puisse faire économiser de l'argent aux constructeurs, elle a un impact négatif sur les chiffres de l'emploi aux États-Unis.

De nombreuses entreprises américaines externalisent leurs capacités de fabrication dans d'autres pays, ce qui fait perdre aux communautés américaines des opportunités d'emploi potentielles - un facteur clé pour maintenir une croissance économique saine.

Les données du Bureau of Labor Statistics montrent que l'industrie manufacturière américaine a déjà perdu 7,5 millions d'emplois depuis 1969. En utilisant le CLT, l'industrie de la construction peut soutenir les emplois dans les installations de fabrication locales.

Kelley a déclaré que les panneaux CLT peuvent être fabriqués à partir d'une variété d'espèces d'arbres trouvées dans les forêts privées du sud-est et du nord-ouest du Pacifique, dont certaines sont gérées pour la production de bois.

Une fois les arbres récoltés, ils sont transportés vers des scieries et des installations de fabrication locales pour y être transformés. Dans le même temps, les forêts récoltées sont replantées pour boucler le cycle de durabilité.

"L'acier et le béton peuvent être importés ou expédiés sur de longues distances", a déclaré Kelley. "Alors que nous développons cette industrie, le bois devrait provenir d'une usine de fabrication située à seulement 50 à 100 miles du chantier de construction."