Une tour de bureaux de 72 mètres de haut pratiquement neutre en CO2 grâce à la structure en bois

Bois lamellé

La construction en bois n'a rien d'exceptionnel en soi. "Nous le faisons depuis des siècles", explique Fokke van Dijk, architecte au RVB, "mais pas jusqu'à 72 mètres de haut et l'utilisation du bois lamellé à cette fin constitue également une nouveauté". Le bois lamellé signifie que les poutres sont composées de lamelles de bois collées les unes avec les autres. "Cette technique a fait l'objet de recherches approfondies et a été certifiée. La technique du lamellé-collé offre l'avantage qu'elle permet de réaliser des structures très rigides avec du bois à croissance rapide – du bois de qualité inférieure, en fait. Pendant la durée de vie du bâtiment, estimée à une soixantaine d'années, les arbres abattus auront repoussé deux fois dans une forêt gérée de manière durable. Davantage de CO2 sera ainsi extrait de l'air. Par ailleurs, la tour Monarch IV pourra évidemment avoir une durée de vie bien plus longue."

Un dimensionnement généreux

La technique du lamellé-collé pour les tours en bois n'est pas encore très répandue. "Nous adoptons donc un dimensionnement généreux et prescrivons des sprinklers. Pour tester la faisabilité, nous avons conçu une structure de principe en collaboration avec un bureau d'études. Dans la suite du développement après l'appel d'offres, l'élaboration de la structure en bois, notamment, reste un point important."

Et le bois ne présente pas plus de risques d'incendie, assure Fokke van Dijk. "A l'instar d'une structure en béton ou en acier, il faut concevoir le bâtiment correctement. Nous nous contentons de répondre aux lois et réglementations. Il est également bon de savoir que les poutres épaisses ne se consument pas complètement. À un moment donné, quelques centimètres de cendres se forment sur la poutre, empêchant ainsi l'oxygène d'atteindre le bois et la poutre de continuer à brûler."

Les poutres des planchers sont invisibles depuis la rue, de telle sorte qu'on ne voit pas des triangles, mais bien un motif de losanges.

RVB - Les poutres des planchers sont invisibles depuis la rue, de telle sorte qu'on ne voit pas des triangles, mais bien un motif de losanges.

Des triangles formant un motif de losanges

L'essence du concept Monarch IV n'est autre que le triangle, la forme la plus solide qui soit. Dans une tour de bureaux traditionnelle en béton et en acier, la stabilité provient du cœur du bâtiment, sous la forme d'une épaisse cage d'ascenseur en béton. Le bois étant moins résistant, la stabilité a été déportée vers l'extérieur. Créant ainsi une grande surface pour supporter les forces. Les façades présentent un motif de lignes diagonales croisées. A leur intersection, les lignes inclinées sont raccordées aux poutres horizontales des planchers. Cela permet de créer une solide toile de triangles. Les poutres des planchers sont invisibles depuis la rue, de telle sorte qu'on ne voit pas des triangles, mais bien un motif de losanges. Pour la structure de la façade – les triangles – seront utilisés quelque 1.880 m³ de bois.

Réduction des émissions de CO2

Même une tour en bois comme Monarch IV ne peut se passer totalement de béton. La tour en bois reposera sur quatre étages de béton – deux souterrains et deux en surface. "La réalisation de ces quatre étages en béton produira pratiquement la même quantité de CO2 que les 18 étages en bois. Nous avons comparé le concept avec un bâtiment en béton et en acier et il s'avère qu'avec une construction en bois, les émissions de CO2 liées à la fabrication et au montage sont réduites de moitié. En additionnant à cela le CO2 emmagasiné dans le bois – les arbres absorbent en effet du CO2 lorsqu'ils poussent –, on obtient une structure pratiquement neutre en CO2."

En additionnant le CO2 emmagasiné dans le bois, on obtient avec Monarch IV une structure pratiquement neutre en CO2.

RVB - En additionnant le CO2 emmagasiné dans le bois, on obtient avec Monarch IV une structure pratiquement neutre en CO2.

Construction rapide

Autre avantage du bois: il permet de construire rapidement. Cela a de l'importance car le projet Monarch IV sera situé dans un endroit densément construit et très fréquenté, à proximité de la gare centrale de La Haye. "Le terrain à bâtir est très étroit. Il faudra préfabriquer le plus possible sur un autre site. Le bois étant relativement léger, il sera possible de hisser des éléments relativement grands sur place. Il y aura donc moins d'opérations de hissage. De plus, avec les méthodes de construction à sec, vous vous débarrassez de tous les malaxeurs à mortier qui tournent habituellement sur chantier. La construction en bois peut ainsi s'avérer beaucoup plus rapide. La construction en béton exige beaucoup d'opérations sur chantier. Il faut installer des structures temporaires dans lesquelles sera coulé le béton et il faudra encore le laisser sécher, ce qui prend beaucoup de temps."

Selon le RVB, les travaux de construction devraient débuter en 2026 et la livraison est prévue pour 2028.

L'utilisation de bois lamellé dans des constructions d'une telle hauteur est nouvelle.

RVB - L'utilisation de bois lamellé dans des constructions d'une telle hauteur est nouvelle.

Conception paramétrique

Lors de la phase de conception, le RVB a fait appel à Royal HaskoningDHV, un cabinet d'ingénieurs de premier plan depuis 140 ans. En collaboration avec le RVB a été créée pour Monarch IV un concept paramétrique. "Les ambitions et les points de départ du concept ont été traduits en règles et variables de conception", explique le cabinet. "Les modèles informatiques et les algorithmes garantissent que les conséquences des choix de conception sont directement et intégralement visibles. Grâce à cette méthode de travail intégrale, Royal HaskoningDHV donne à l'équipe de conception les outils nécessaires pour prendre des décisions en connaissance de cause. Outre la prise de décisions étayées, la conception paramétrique offre des possibilités d'optimisation intégrale du concept. Et ce, en reliant les disciplines de l'architecture, des structures, de la physique de construction, de la durabilité et des installations avec des données et des outils numériques. L'effet d'un changement dans la structure sur la quantité de lumière du jour à un étage, le bilan énergétique et les installations techniques, par exemple, devient ainsi directement visible."

La conception paramétrique a permis d'optimiser considérablement le concept. "Le modèle paramétrique nous a permis de calculer chaque élément de la structure diagrid individuellement au lieu de les regrouper par étage. D'où des économies de matériaux considérables, de l'ordre d'environ 30%. L'approche intégrale a également permis d'optimiser les façades. En effet, il existe une relation directe entre les dimensions de la structure et le degré de transparence de la façade. Un algorithme informatique a calculé plus de 3.600 variantes de la façade pour trouver un équilibre optimal entre l'utilisation des matériaux, la pénétration de la lumière du jour et la consommation d'énergie."

Sources: RVB / Royal HaskoningDHV

Photos: RVB