Photo: Arkkitehdit Frondelius+Keppo+Salmenperä Oy
Caractéristiques de conception
Une compétition d’architecture a permis de choisir le groupement qui mènerait à bien ce projet de construction d’école en ville.
Les propositions ont été évaluées selon des critères de développement durable, comme la création d’un climat intérieur sain, optimisé à la fois pour travailler et apprendre, et pour limiter l’impact environnemental (la qualité de l’air peut influencer le développement des poumons et l’état de santé des enfants, ces derniers passant en moyenne sept heures entre les murs de l’école). Comme pour la plupart des écoles, les coûts ont également joué un rôle central.
La proposition gagnante associe une compréhension approfondie, à la fois de l’utilisation du bâtiment par les élèves, et des émissions de gaz à effet de serre générées à chaque étape de la construction. Chacune de ces étapes a été entièrement prise en compte et calculée lors de la planification et de la conception de l’école, qu’il s’agisse de la production des matériaux, de la construction ou de l’éventuelle déconstruction.
En traitant la question des émissions dès le départ, le projet gagnant a conçu une structure à l’empreinte carbone très faible, réduisant les émissions de 10 % par rapport aux propositions concurrentes, pourtant déjà optimisées, et ce, pour l’ensemble du cycle de vie.
Le bâtiment à étage en forme de L dispose d’ouvertures de tous les côtés et d’espaces flexibles, tout en laissant entrer une grande quantité de lumière naturelle. Photo: Arkkitehdit Frondelius+Keppo+Salmenperä Oy
Comparées au bâtiment de référence du système RTS (la classification environnementale utilisée par la Finlande), les émissions sont 21 % plus faibles que la moyenne sur la totalité du cycle de vie. Le facteur qui a fait toute la différence est la solution bois choisie pour la structure de l’école.
Les émissions issues des matériaux de construction de l’école (modules de cycle de vie A1-A3) sont également 20 % plus faibles en moyenne que celles de tous les autres établissements scolaires de Finlande (One Click LCA).
Défis mondiaux et contexte de construction de l’école
Plus que jamais, l’accroissement de la population et l’urbanisation massive augmentent les besoins de construction. À l’échelle mondiale, la surface de plancher construite devrait s’étendre considérablement et ajouter 230 milliards m² aux bâtiments existants, ce qui équivaudrait à construire la surface entière de New York City dans le monde tous les mois jusqu’en 2060 (Organisation des Nations Unies). Parmi toutes les émissions de CO2 liées à l’énergie (la cause principale du dérèglement climatique), 37 % sont directement attribuées aux bâtiments et à la construction. Le béton, l’acier et la brique représentent 10 % de toutes les émissions de CO2 liées à l’énergie (The Circularity Gap Report). Aujourd’hui, le bois massif durable offre une solution immédiate pour limiter l’empreinte carbone du secteur du bâtiment.
Les produits du bois offrent également des options de construction abordables, renouvelables et à faible empreinte carbone pour remplacer le béton et l’acier, ainsi que l’avantage unique de stocker de grandes quantités de carbone tout au long de leur cycle de vie. Les produits du bois facilitent le processus de construction, car leur format préfabriqué permet un assemblage rapide sur site qui limite les désagréments pour le voisinage et l’environnement local.
Carbone intrinsèque
Le carbone intrinsèque correspond aux émissions de gaz à effet de serre qui proviennent des matériaux et des processus de construction, tout au long du cycle de vie d’un bâtiment ou d’une infrastructure. Dans la solution de conception choisie, le taux de carbone intrinsèque à l’étape de construction était 31 % plus faible que les émissions des autres propositions.
Si l’on compare les émissions sur l’ensemble du cycle de vie, à savoir la fabrication des matériaux, les réparations, le remplacement de certains composants du bâtiment et la fin du cycle de vie, celles du projet gagnant étaient inférieures de 17 % aux émissions des propositions concurrentes.
Les émissions liées aux matériaux de construction ont été vérifiées à l’étape de mise en œuvre grâce à des données indiquant les quantités de chaque livraison de fournisseur, ainsi qu’à des données issues des mises à jour de la conception au fil du projet. Les émissions issues du cycle de vie des produits de construction se sont avérées plus faibles que ce qui avait été calculé à l’étape de l'étude préparatoire. En effet, lors de la construction, ces émissions (A1–A3, B3–B4 et C1–C4) étaient 5 % inférieures à celles calculées à la conception.
Des escaliers en bois massif relient l’étage à une cour centrale où les élèves peuvent se réunir pour déjeuner. Photo: SRV
Développement durable à l’étape de construction
Le béton et la brique qui constituaient l’ancien bâtiment de l’école ont été démolis, puis réutilisés pour le terrassement des espaces extérieurs. La démolition et la réutilisation du béton ont permis de réduire les coûts et les émissions liés au transport. La structure du bâtiment est composée de murs en CLT Sylva™ by Stora Enso. Il s’agit d’un produit de construction à faible teneur en carbone, fabriqué à partir de bois transformé (CLT, LVL et Glulam). Préfabriqués à l’aide d’énergies renouvelables et non fossiles dans les usines de Stora Enso, ces éléments sont livrés « juste à temps » sur les chantiers du monde entier.
Solutions numériques pour une construction durable
Plusieurs solutions numériques ont été utilisées pour augmenter l’efficacité de la conception et de la construction. C’est le cas de l’application mobile Sylva360+ de Stora Enso, qui permet de relier les modèles de construction 3D aux conditions sur site afin de simplifier le processus d’assemblage pour tous les ouvriers. Cette application a permis à l’équipe du projet d’identifier les éléments de construction livrés sur site et de localiser rapidement leur emplacement d’installation en scannant un QR code. L’accès facile à des informations précises a aidé à suivre l’ordre d’installation correct des éléments et à achever le projet dans les temps.
« Sylva360 by Stora Enso est une application qui aide nos clients à gérer leurs projets de construction plus efficacement. Grâce à cet outil incroyable, ils gagnent du temps lors de l’installation, réduisent le nombre d’erreurs sur le chantier et simplifient l’ensemble du processus d’installation », déclare Antto Kauhanen, responsable du développement des activités de Stora Enso.
Les surfaces bois donnent un aspect chaleureux à l’intérieur que les élèves apprécient beaucoup, d’après la directrice de l’école, Tuula Väisänen. Cette dernière souligne également la flexibilité offerte par l’espace du bâtiment ainsi que l’excellente qualité de l’air ambiant. Photo: Arkkitehdit Frondelius+Keppo+Salmenperä Oy
Avantages de la construction bois pour le bien-être et la santé
En plus de contribuer à l’élimination du carbone dans le secteur de la construction, l’utilisation du bois a une influence positive sur le climat ambiant. Sachant que les élèves et les enseignants passent 90 % de leur temps à l’intérieur, il s’agit d’un facteur clé. Aujourd’hui, de nombreux concepteurs “biophiliques” modernes intègrent du bois naturel apparent et des plantes à leur conception globale afin de purifier l’air. Ils aident ainsi à filtrer l’air qui a été contaminé par les produits issus de la production de masse. De plus en plus de recherches montrent que les élèves dont les cours se déroulent dans des écoles en bois se sentent plus calmes, se concentrent mieux et font preuve d’une plus grande créativité que ceux inscrits dans des écoles construites dans d’autres matériaux. Par exemple, les chiffres révèlent une diminution du nombre d’erreurs dans les problèmes mathématiques. Par opposition, les environnements d’apprentissage de moins bonne qualité semblent entraîner des notes plus faibles aux évaluations, davantage d’absentéisme et des résultats scolaires moins satisfaisants (Université Cornell).
Les structures en bois massif améliorent l’environnement intérieur de plusieurs façons. Par exemple, rien que le bois apparent offre une excellente isolation thermique qui permet d’étudier ou de travailler de manière agréable, sous des températures constantes. Par ailleurs le bois permet d’agir sur l’humidité intérieure.
Dans les bâtiments, les dégradations causées par l’humidité constituent l’une des causes principales de la mauvaise qualité de l’air ambiant et des maladies qui en découlent, telles que l’asthme et les troubles respiratoires. Or il existe une fourchette idéale pour le taux d’humidité dans l’air des environnements intérieurs.
Pour des raisons de santé, le respect de cette fourchette (entre 40 % et 70 % d’humidité relative) est crucial, car cela limite au maximum les allergies, les infections respiratoires, et la propagation des bactéries et des virus. Les panneaux en bois peuvent aider à contrôler ce taux, car ils atténuent mieux l’humidité que le plâtre intérieur. L’humidité de l’air peut ainsi rester plus longtemps dans la fourchette idéale.
« Nous sommes extrêmement fiers de cet établissement et du processus de collaboration qui a permis de le construire. D’après la directrice, les élèves sont également fiers et ravis de leur nouvelle école et des récompenses qu’elle a reçues. Je tiens à souligner le fait que nos bâtiments stockent aussi le carbone. Par exemple, la quantité de carbone stockée dans l’école cette représente l’équivalent des émissions annuelles de 280 voitures. Je veux croire que chaque bâtiment que nous construisons contribue à la résolution de la crise climatique », explique Mikko Leino, PDG de Puurakentajat Group Oy, à propos de ce projet.
