Conférence au f’ar à Lausanne, le 29 septembre 2021

 

INTERVENTION de Véronique Favre, FAZ architectes, Genève

 

Précédente expérience à Sennhof avec la brique isolante

Nicolas de Courten a précédemment travaillé au sein du bureau Esch Sintzel, participant à la planification de l’ensemble résidentiel Sennhof aux abords de Winterthour. Réalisé en briques monolitiques, le projet est comparable par son ampleur à celui des Plaines-du-Loup, avec 145 logements. C’est grâce à cette précédente expérience que son bureau n’a pas hésité à proposer l’emploi de briques isolantes au niveau du concours déjà.

 

149 logements aux Plaines-du-Loup, Lausanne

Les Plaines-du-Loup se situent dans les quartiers nord de Lausanne, à proximité de l’aéroport de la Blécherette. La pièce urbaine C occupe la parcelle médiane du plan partiel d’affectation 1. Le projet concerne la construction de 149 appartements pour deux coopératives de logement et une fondation, d’un centre de vie enfantine, d’un APEMS et de surfaces commerciales dans le quartier des Plaines-du-Loup à Lausanne. La surface de plancher déterminante est de 17’000 m2. Les bâtiments seront labellisés Minergie-P, tout en respectant les principes de la société à 2000 watts.

 

Redents, placettes urbaines et cours végétalisées

Durant la phase concours, l’une des références était un ensemble résidentiel du début du XXe siècle édifié par Paul Mebes à Berlin. Sa morphologie à redents proposait des cours et des placettes de part et d’autre de boulevards, lui conférant la géométrie d’un long serpent à redents. Ce rythme fragmentait le projet et évitait l’impact visuel d’un énorme bâtiment longitudinal, avec des façades segmentées laissant la rue pénétrer à l’intérieur du projet. L’idée du concours était de fragmenter le programme destiné à trois coopératives d’habitants afin d’accentuer la perméabilité nord-sud dans le quartier et réaliser des bâtiments qui respectent au mieux l’échelle humaine. Trois courettes sur lesquelles s’ouvraient les entrées des bâtiments sont orientées sud, ceci afin d’offrir une plus grande mixité et un meilleur échange entre les coopératives. La pièce extérieure d’entrée devient l’amorce d’un dispositif qui gradue le lien entre l’intérieur et l’extérieur et se prolonge jusque dans la sphère la plus privée. Au rez-de-chaussée, les appartements sont surélevés de 70 cm du niveau du sol, ce qui était une volonté imposée par le PPA. Avec une différence de niveau d’est en ouest d’environ 3,5 m, un léger escalier se crée entre ces placettes, leur conférant un caractère urbain. Des logements, des locaux communs et des buanderies s’ouvrent sur ces trois placettes qui constituent les adresses des futurs habitants. En opposition, trois cours au nord laissent entrer la noue et la végétalisation à l’intérieur du lotissement. Ce principe dessine un long serpent qui offre toutefois une des qualités de l’îlot fermé, à savoir, avoir un côté rue et urbain opposé à un côté cour, plus introverti et plus calme. Ainsi, sans devenir un îlot fermé, le long serpent acquiert cette qualité typologique. Dans les deux derniers bâtiments se regroupent un centre de vie enfantine, un petit commerce d’angle et un accueil parascolaire sur deux niveaux.

 

Typologies

Cinq niveaux de logements se répètent sans variation. Sur le dernier bâtiment D, trois niveaux sont ajoutés et permettent de renforcer l’axe des Plaines-du-Loup, une solution imposée par le PPA. Un premier module S est suivi de quatre modules répétés par symétrie, puis un dernier module encore différent cherche l’alignement nord obligatoire. Le dernier bâtiment forme la tête du serpent. Il y a quatre appartements par étage qui s’ouvrent le plus largement possible vers diverses orientations. Le thème de la loggia qui se répète partout marque les angles et les articulations du volume général.

 

Mur monolithique en briques

Si le système constructif n’avait pas été en briques monolithiques dès la phase du concours, jamais il n’aurait pu s’imposer. Avec une taille de projet importante et le fait que le bureau d’architecture était très jeune, il a fallu convaincre le maître d’ouvrage, l’incitant à adhérer à un système constructif qui n’était pas dans ses habitudes, sur un projet de grande ampleur. Pour y parvenir, le bureau a dessiné avec un grand soin l’appareillage de chacune des briques sur deux niveaux, pour vérifier que les éléments se chevauchent correctement. Les solutions d’angle ont été étudiées en plan et en élévation, afin de montrer au maître d’ouvrage que non seulement le bureau possédait les connaissances pour mettre en œuvre ce système constructif, mais qu’en plus, un certain nombre de coopératives d’habitation avait opté pour cette solution, ayant au final beaucoup d’avantages par rapport à une construction compacte avec une isolation périphérique. Ainsi, il y a eu un grand travail de persuasion et de développement de détails, avec des plans d’exécution où chaque brique était dessinée. Même les dimensions des fenêtres découlaient de multiples donnés par la brique, de manière à limiter à chaque fois sur une longueur de façade une ou deux découpes de briques. Les murs porteurs en béton, disposés entre les logements, sont imbriqués dans les murs monolithiques. Dans certains angles faibles, au demeurant, dans les étages inférieurs, des poteaux en acier sont incorporés à l’appareillage.

 

Briques et logements

Le système de briques monolithique fonctionne très bien avec du logement parce que les portées sont faibles, régulières et parce que, pour des raisons acoustiques, des murs en béton ont été disposés perpendiculairement entre les appartements. Les quelques murs en béton à l’intérieur allègent et aident la brique porteuse disposée en périphérie. La brique remplit les trois fonctions du mur, mais forcément, elle le fait moins bien qu’un matériau qui va remplir une seule de ces fonctions. Elle doit isoler, elle doit protéger et elle doit porter. Donc il faut un peu l’aider. Si la brique est introduite très en amont dans la planification, et si les façades sont dessinées avec rigueur, c’est tout à fait possible d’arriver à un résultat satisfaisant.

 

Points sensibles

Revenons en coupe sur les différents points sensibles du bâtiment et les avantages de la construction monolithique. Au niveau des pieds de façade, aucune isolation périphérique n’est posée sur la partie béton. L’enveloppe thermique se termine au niveau du rez-de-chaussée, à 70 cm au-dessus du sol. L’étage inférieur qui comprend les caves est tempéré, avec une isolation placée sous dalle. Ainsi, le béton qui se retourne et descend jusqu’aux fondations offre un pied de façade robuste protégé par un crépi. Le système constructif est plus pérenne que ne serait une isolation périphérique posée à cet endroit.

La situation en tête de dalle est similaire. Les briques qui ont une profondeur de 49 cm sont montées jusqu’à un certain niveau, puis ensuite la différence est réglée avec une brique standard, dans notre cas une brique de 8,5 cm qui n’a pas due être coupée et qui va former l’assise de 24 cm pour la dalle d’étage. Étant en simple flux, la dalle en BA est  de 22 cm, une laine minérale évite tout pont thermique, puis une brique normale est disposée de manière à obtenir le départ du prochain étage, à nouveau à l’horizontal. Préalablement, une coupure acoustique en liège évite la transmission des bruits solidiens, sur laquelle est disposée 2 cm de lit de mortier réalisés avec précision.

Au niveau de la fenêtre, aucun panneau ne dissimule le lambrequin du store. Au contraire, le choix est de laisser le mécanisme apparent de manière à célébrer cette construction monolithique en briques. Si le store est démonté un jour, le lambrequin situé dans l’embrasure est facilement accessible. Puis un linteau préfabriqué franchit le vide des fenêtres. La tablette de fenêtre, quant à elle, est en ciment fibré préfabriqué, un détail simple et standard.

Pour l’acrotère qui est situé en dehors de l’enveloppe thermique du bâtiment, une économie est proposée en passant à une brique de 36 cm de manière à diminuer le coût de l’acrotère et des serrureries. Au sommet, une brique en U forme le chaînage de toiture dans laquelle du béton est coulé de manière à rigidifier comme un anneau la périphérie du bâtiment.

 

Images de chantier

1. Le Pronouvo est une bande de liège qui empêche à la fois les remontées capillaires et les bruits solidiens de se propager. Elle n’est pas indispensable au rez-de-chaussée, même si on la retrouve, mais devient très importante dans les étages.
2. Premier lit de briques en terre cuite remplies de perlite. On aperçoit les débuts des murs en béton qui s’avancent dans le calepinage, emballées d’une bande de 2 cm de laine de roche pour éviter les liaisons.
3. Lit de briques. Les joints verticaux sont à sec. La brique est posée sur le lit de mortier. On a ensuite 1 mm à l’horizontal d’un lit de colle qui est appliqué grâce à cet ustensile.
4. Le béton, une coupure thermique, et puis les 2 cm de mortiers qu’il faut régler vraiment à niveau, puisque la brique est simplement déposée dessus.
5. L’appareillage. Il respecte les plans. Avec une double brique qu’on peut couper pour faire l’élément de butée pour la fenêtre, et une brique de 36 cm qui permet par alternance, de régler le chaînage d’angle.
6. Les briques commencent à être montées.
7. Les briques peuvent être coupées à une épaisseur minimale de 6 cm.
8. Mur idéal sans découpe. Sur chaque linéarité, un élément final doit bien évidemment être coupé.
9. Chaînage d’angle. Il est réalisé avec deux briques de 36 cm qui laissent la place à une demi-brique de 49 cm de s’avancer à l’intérieur du mur.
10. Echange au prochain niveau, en inversant de manière à avoir une imbrication des deux linéarités et un bon appareillage.
11. Embrasures. Il y a différentes manières de faire. Nous avons choisi une manière assez simple qui permet d’avoir une bonne surface de butée pour régler ensuite les étanchéités et venir en applique intérieure avec le cadre de fenêtre. Une double brique à plusieurs alvéoles est différente de la brique habituelle, elle peut être découpée et posée pour former la butée.
12. La butée de fenêtre est relativement généreuse ce qui oblige d’avoir un châssis de fenêtre un peu plus large. Cela fonctionne quand même assez bien et présente une surface propre.
13. Découpe d’une brique. Par scie à ruban, le travail se déroule sur place. Sur une équipe de 4 personnes, l’une d’entre elles s’occupe uniquement des éléments prédécoupés. C’est ainsi un grand avantage dans le projet de jouer sur la répétition, permettant de préparer les éléments en série.
14. Poteaux incorporés. Ils se retrouvent sur les étages inférieurs, avec des situations rez + 5 et rez + 8. L’idée est de soulager la capacité porteuse de la brique avec des poteaux incorporés en acier. Il faut découper un U dans une brique, et dans celle du dessus, découper dans l’autre sens, avec un vrai calepinage qui ne soit pas fragilisé. Cela demande du travail, mais heureusement, sur les étages supérieurs, on peut s’affranchir de ces éléments statiques. La complexité induite génère une perte de rendement souvent mise en avant.
15. Dans une situation d’angle, avec des fenêtres très proches l’une de l’autre, on renforce les briques avec des poteaux posés au centimètre près, afin que le calepinage réalisé ensuite puisse être respecté.
16. Tête de dalle et mur. La tête de dalle décrite plus haut et les murs porteurs en BA pénètrent dans l’appareillage de manière à venir former un tout avec la brique isolante.
17. Vues d’ensemble. Livraison de brique sur le chantier. Il y a très peu de place sur le chantier. Ainsi les palettes sont stockées sur deux étages. Le grutier va déposer les palettes aussi près que possible des maçons, car la manipulation d’un élément reste assez lourde. La brique qui mesure 49 x 25 x 25 cm ne peut pas être portée à une seule main. A la fin du gros œuvre, l’échafaudage n’a pas à être déplacé car il ne reste que le crépi à poser, avec un bâtiment qui prend très vite un aspect final.
18. Image de la cour intérieure avec la grue posée en son centre.
19. Vues sur la placette et les entrées, à simple et à double hauteur.
20. Une placette qui deviendra à terme un espace extérieur animé et planté d’arbres.

 

INTERVENTION de Rodrigo Fernandez, partenaire à Terrabloc, Allaman

 

Porotherm est une solution monolithique qui présente différentes déclinaisons.

L’exposé est structuré en trois parties : un bref aperçu historique, le développement qui a mené à cette solution et un survol des qualités du produit Porotherm. A la fin, quelques projets récents auxquels la firme a collaboré seront brièvement évoqués. Le nom de « Zürcher Ziegeleien » était celui de l’entreprise jusqu’à la fin des années nonante. Puis après avoir intégré un grand groupe autrichien, l’entreprise est revenue en mains suisses, reprenant le nom d’origine en 2020, tout en laissant de côté l’appellation ZZ Wancor.

 

Bref historique

À Zurich, de beaux exemples datant des années 1860 aux années 1910 montrent aujourd’hui encore des façades appareillées en briques. Elles étaient monolithiques, se comportaient comme un élément massif, et présentaient une capacité thermique suffisante pour les standards de l’époque. Dans les années 1960, l’emploi d’isolation thermique dans la construction devient la norme et l’appareillage monolithique apparaît pour beaucoup comme dépassé. Ainsi des doubles murs appareillés contenant une cavité centrale font leur apparition. A la base, ils sont séparés par un creux (contiennent de l’air), qui est ensuite calfeutré par de la laine de roche. Les années 1980 connaissent un pic dans l’utilisation de ce procédé constructif. Ces murs restent perméables à la vapeur d’eau, et comme ils respirent, ils diminuent les risques de désordres physiques. Puis des murs d’une seule épaisseur de briques protégés d’une isolation extérieure font leur apparition. Mais leur perméabilité est perdue, ce qui n’est pas souhaitable pour assurer une pérennité. Les premières applications sont développées dans des conditions adéquates, sans risques, mais comme le procédé tend à se généraliser, ces murs manquent d’efficacité à long terme, économiquement parlant.

Dans les années 2000 enfin, les briques isolantes Porotherm sont lancées sur le marché et combinent les bénéfices des précédents procédés constructifs évoqués. Les murs redeviennent monolitiques avec cependant, une meilleure capacité thermique. En été, la chaleur n’est pas transmise immédiatement à l’intérieur et il n’y a au final qu’une seule épaisseur de briques., plus besoin de construire deux murs appareillés. On a donc au final une solution qui combine les précédentes versions constructives et répond aux trois aspects attendus, le mur porte, il protège et isole en une seule épaisseur.

 

Diverses déclinaisons pour les blocs Porotherm

Patrick Alexander montre les différentes déclinaisons de la brique Porotherm, avec jusqu’à présent, quatorze variantes commercialisées. Les briques diffèrent en longueur et également par la forme de leurs alvéoles. L’épaisseur d’argile, la dimension des creux, leur répartition dans la brique ont un impact sur ses qualités physiques. Ainsi pour une maison familiale, on va plutôt choisir une brique plus performante thermiquement mais qui aura une résistance physique un peu moins bonne. Aux Plaines-du-Loup, on avait par exemple besoin de briques plus solides, capables de supporter un poids important. Certaines sont destinées à être coupées, où doivent présenter ponctuellement plus de matière pour tenir un élément intégré comme par exemple un garde-corps. Les meilleurs blocs Porotherm présentent une conductivité de 0,07 W/mK, avec une marge allant de 0,09 à 0,07 W/mK. Ils présentent une résistance à la compression de 5N/mm, ce qui permet de monter jusqu’à six niveaux sans aucun problème, ceci dépendant aussi du type et du nombre de percements de la façade. L’indice d’affaiblissement acoustique est de 50 dB (A), ce qui est excellent pour un mur d’une seule épaisseur. Les briques sont cuites à 1020°C dans un four. La matière qui en sort est purement minérale, ce qui la rend compatible pour des personnes très sensibles ou allergiques aux produits chimiques.

 

Qualité du climat intérieur

Duplex Architekten a réalisé des logements à la Hunziker Areal avec la brique Porotherm. Le ressenti des locataires sur la qualité de leur habitat est très positif. La brique qui est perméable à la vapeur d’eau, absorbe l’humidité de la pièce et la restitue lors de fortes chaleurs, contribuant à la qualité du climat intérieur.

Les briques Porotherm sont remplies de perlite, une roche volcanique qui prolonge la minéralité de la brique, Elles sont concassées, puis expansées en étant brièvement chauffées. La perlite résiste aux intempéries durant le chantier, contrairement à la laine de roche qui avec l’humidité, tend à s’affaisser.

La méthode de construction en Porotherm n’est pas encore bien développée en Suisse. Des équipes d’ingénieur de Zürcher Ziegeleien ont pourtant réglés de très nombreux détails, en s’inspirant d’ailleurs parfois de la tradition. Ils conseillent les entreprises durant la phase d’exécution. Il y a en effet moins de maçons formés sur les chantiers et les savoirs ont eu tendance à se perdre. ZZ vérifie le bon déroulement du chantier et envoie des équipes, le rythme étant d’une fois par mois aux Plaines-du-Loup.

 

Simplicité

La plus grande qualité concernant Porotherm est peut-être sa simplicité. Elle concerne à la fois la planification et la mise en œuvre. Le détail constructif est si basique qu’il en devient presque ennuyeux. Le mur présenté ici reçoit sur sa face intérieure un centimètre de plâtre, puis l’épaisseur de briques isolantes, puis à nouveau 2 cm de plâtre sur l’extérieur, et rien d’autre ! Nous mettons à disposition un panel de solutions éprouvées pour résoudre certains détails, comme le passage des dalles ou le traitement des ouvertures. Mais nous aimons également nous pencher sur des solutions spécifiques à développer en fonction des contraintes du projet.

Exemples récents

Sur les rives du lac de Zurich, une maison multifamiliale est érigée en 2019 à Wollishofen. Elle est conçue par Mathis Kamplade Architekten. C’est le second objet réalisé en briques Porotherm par ce jeune bureau, la difficulté étant ici de ménager avec grâce de grands vitrages face au lac. Au droit des embrasures, des poteaux en béton préfabriqués et isolés sont incorporés, visibles à l’intérieur comme à l’extérieur, suivant par là, la même logique que le mur monolithique.

Aux abords de Winterthour, le Sennhof a été conçu par les architectes Esch Sintzel pour une coopérative d’habitation, un projet sur lequel Nicolas de Courten a d’ailleurs collaboré. Caractérisé par des balcons filants ouverts sur l’espace extérieur, la façade est creusée d’une série d’alcôves qui invitent l’habitant à s’y lover durant l’été. Leur forme ronde crée des fentes allant en s’élargisssant, calfeutrées de perlite et de plâtre. Pour s’assurer de la bonne exécution, un guide en bois est monté au fur et à mesure, en même temps que l’appareillage. Zürcher Ziegeleien sont intéressés à réfléchir à de nouveaux détails et favoriser la créativité des architectes. Les courbes ici offrent des espaces intérieurs différents, propices à l’expérimentation.

Hunziker Areal est un projet un peu plus ancien, réalisé par Duplex Architekten pour une coopérative d’habitation en 2015 à Zurich. Ce n’est peut-être pas un hasard si autant de coopératives ont construit en murs monolithiques en briques car elles sont peut-être plus proches de leurs habitants et de leurs désirs, plus aptes à entendre les avantages que procure la brique pour aménager un climat intérieur sain. La construction regroupe des clusters, des appartements partagés formés d’unités privatives au sein d’une communauté. Des balcons à la française ont été conçus, avec des balustrades fixées aux briques.

A Lohn enfin, les architectes Rössli ont créé une maison familiale qui se réfère aux constructions traditionnelles grisonnes, réalisées autrefois en pierres monolithiques. Une partie de la maison familiale est louée comme Bed and Breakfast. La façade présente des ouvertures de différentes tailles, avec des vitrages positionnés au nu des parois, côté intérieur ou côté extérieur. Les détails d’embrasure ont été étudiés avec Zürcher Ziegeleien.

Maintenant qu’ils existent, tous ces détails peuvent être modifiés en fonction des contraintes de chacun des projets soumis à nos experts.