Une construction en bois est une construction réalisée en bois de construction (massif ou non, dans la construction neuve ou dans certaines réhabilitations), un matériau souvent promu pour sa résistance - même au feu - et pour sa faible empreinte carbone (surtout si la construction est durable et que les bois utilisés proviennent d'essences locales issues de forêt locales gérées de manière soutenable).
Au sens large il peut s'agir d'éléments d'infrastructures (pont, jetée par exemple), de cabanes, maisons ou immeubles, de navires[1], etc. L'ossature-bois est le principe constructif actuellement le plus répandu. Une tour de 84,5 mètres (en construction en Norvège en 2018 devrait être le plus haut bâtiment construit en bois dans le monde monde [la tour HoHo à Vienne sera haute de 84 m, mais sans être entièrement en bois (76 % de bois)][2].
Des progrès techniques récents
Ce sont par exemple l'aboutage industriel, y compris de bois vert[3], le bois lamellé-collé, la rétification du bois, les assemblages et renforts collés[4] voire thermo-soudés[5], le séchage rapide et traitement par bio oléo-thermie[6], etc.
Ils permettent des portées ou des types d'assemblages autrefois impossibles, mais pouvant rendre les réparations et la déconstruction plus délicates.
Il est aussi possible en 2018 d'utiliser en impression 3D des plastiques contenant environ 30 % de poudre de bois (depuis 2015, pour une mise en œuvre par frittage laser[7]), ou des filaments composites (dits bio-plastiques) à base de bois (Woodfill, depuis 2013), ou de bambou[8] (depuis 2014) ou encore en liège[9] pour certaines impression 3D, avec alors la possibilité d'imprimer des formes complexes et/ou emboitées à bas prix[7]. Des progrès concernent aussi l'isolation acoustique dans les constructions en bois[10]. Dans une grande partie du monde, les résineux et/ou certains bois tropicaux ont pris une place croissante dans la construction-bois. En marge du domaine du bois-matériau, on trouve aussi de plus en plus de bétons de bois[11].
L'innovation réside aussi dans les performances liées aux systèmes constructifs qui permettent des records de portées ou de hauteurs[12],[13].
Les isolants biosourcés comprennent la laine de bois, la ouate de cellulose, la paille, le chanvre, le béton de chanvre, le lin, le coton ou autres textiles. Ils peuvent utilisés dans les murs ossatures bois (MOB), eux-mêmes considérés comme matériaux biosourcés, mais ils peuvent utilisés comme isolants dans d'autres structures faites à partir d'autres matériaux[14].
La construction bois est passée de 12 % en 2000 à 17 % en 2019 et s'explique par une volonté de changement de paradigme, c'est-à-dire en faveur de la lutte contre le réchauffement climatique[15].
L'Allemagne est considéré comme pays pionnier de l'industrialisation et de la préfabrication dans le domaine de la construction bois[16].
En 2015, la juridiction du Québec est devenue la première juridiction de l'Amérique du Nord à soutenir officiellement la construction de grands immeubles en bois massif[17].
Entre 2007 et 2015, le taux de construction en bois a doublé au Québec[18].
En 2019, la Colombie-Britannique double la hauteur maximale autorisée pour les tours de bois[19].
En avril 2022, FPInnovation, un organisme privé sans but lucratif, qui soutient la compétitive mondiale des entreprises canadienne de la filière bois met à jour un guide technique et règlementaire pour aider l'ensemble des acteurs de la construction à se tourner vers le matériau bois[20].
L'architecture japonaise se caractérise par des structures bois. Traditionnellement, les japonais utilisent le bois dans la structure des bâtiments mais aussi dans l'aménagement[21]. Les constructions bois sont surélevées pour permettre de bien ventiler les bâtiments[22].
Les japonais proposent des solutions d'assemblages ingénieuses sans clous, ni vis[23].
L'architecte Kazumaza Watanabe est une référence pour les ouvrages bois en zone sismique[24],[25].
Détail d'une porte en bois d'une chapelle à Breil/Brigels, Suisse.
La construction de chalet en bois en Suisse est une tradition récente marquée par l'essor du tourisme au début du siècle[26]. En 1978, avec l'arrivée de Julius Natterer, l'École polytechnique fédérale de Lausanne, créé une chaire construction bois qui prendra une envergure internationale avec la recherche et le développement piloté par Jean-Luc Sandoz[27]. Le bois est de plus en plus utilisé pour les constructions d'immeubles, notamment dans les zones urbaines comme Lausanne ou Winterthur[28],[29],[30].
Ouvrages en bois
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Un plancher est un plan horizontal qui peut être porteur ou non-porteur de la structure[31]. Un plancher bois massif est synonyme de parquet bois pour les particuliers ou dans la grande distribution[32]. Dans le domaine professionnel, il s'agit d'éléments de structures porteuses et horizontales qui font l'objet de calculs en bureaux d'études bois pour leur mise en fonction[33].
Les planchers bois massif
Les planchers en bois massif sont composés de planches juxtaposées, clouées ou vissées[34].
Les planchers mixtes bois-béton
Il s'agit de rajouter une chape de béton pour apporter de la masse sur les planchers bois pour obtenir des planchers mixtes bois-béton[35]. Les premiers essais datent de 1939[36]. Depuis, de nouvelles solutions sont régulièrement développées[37]. Selon les applications et les exigences des bâtiments, c'est le bureau d'études bois qui préconise le plancher massif bois ou le système mixtes bois-béton[38].
Les planchers en bois lamellés-croisés (CLT)
Il s'agit de panneaux de bois multiplis et collés entre eux de manière croisée. Les planchers CLT sont utilisés de manières horizontales (en dalle de plancher) ou verticales (en mur)[39].
Le pan de bois désigne un ouvrage de charpenterie composé de sablières hautes et basses de poteaux de décharges et de tournisses formant mur de bois. Les pans de bois intégraient des colombages, colombes et colombelles, ce qui fait de « colombage » un terme synonyme pour désigner le bâtiment incorporant cette technique : la Maison à colombages.
Le treillage désigne un assemblage de tringles, l'ensemble formant des parois ajourées destinées à supporter des plantes grimpantes, les espaliers ou à ménager des séparations, les palis ou palissades. C'est un élément de décoration des jardins dans l'architecture classique.
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Habitat collectif
Les logements collectifs en bois sont en forte croissance[40]. Il peut s'agir de logements sociaux ou de standing en zone rurale et urbaine[41],[42],[43].
Logements de standing, rue de Javel, Paris, par Marie Schweitzer
Logements en bois, bas carbone, certifiés E3C2, rue Paul-Meurice, Paris XXe
Surélévations
Les surélévations bois sont de plus en plus fréquentes en zone urbaine et le bois, étant un matériau plus léger que les autres, permet de réaliser plus de niveaux donc plus de logements[44].
Des immeubles en bois sont dédiés pour partie à des bureaux pour des entreprises. Plusieurs pays comme la Suisse, la Suède, le Canada ou la France développent ce type de construction dans les zones urbaines[45],[46],[47],[48].
Tours en bois
En février 2022, une étude réalisée par l'association internationale Conseil des immeubles de grande hauteur et de l'habitat urbain (CTBUH ) dénombre 139 tours en bois de plus de 8 niveaux dans le monde[49],[50]. L'Europe a plus de la moitié des immeubles en bois de grande hauteur et la France en possède deux[51]. La tour Hypérion à Bordeaux, livrée en 2021 par le groupe Eiffage et le Palazzo Méridia à Nice livré en 2019 par le groupe CBS-Lifteam dirigé par Jean-Luc Sandoz[52],[53].
Églises
L'église de Kiruna, l'un des plus grands bâtiments en bois de Suède.
Des gymnases, des halles de sports et des centres aquatiques sont construits en bois[55],[56],[57]. Les jeux olympiques de Paris 2024 sont un signal fort pour introduire le bois dans toutes les infrastructures sportives ou de logements qui serviront pour les épreuves et pour loger les athlètes à Paris[58]. Ceci dans la continuité de la volonté du CIO qui avait donné le ton avec le Bâtiment Vortex lors des Jeux olympiques de la jeunesse à Lausanne en 2020[59]. Il existe des murs d'escalade en bois avec les blocs de prises également réalisés en bois[60].
Bâtiment Vortex, conçu par Itten&Brechbühl, village olympique Lausanne 2020, puis logements étudiants depuis l'été 2020.
Halle de sport, isolation paille, ville de Donzère par l'agence Tekhnê Architecte
Le bois présente sous certaines formes une certaine vulnérabilité au feu, tout en étant mieux classé que beaucoup d'autres matériaux[61].
Il présente aussi, notamment quand il est exposé à l'humidité une vulnérabilité à la décomposition par des bactéries, champignons et insectes xylophages ou saproxylophage (Bostrichidae[62] et termites notamment, notamment en zone tropicale [63]).
Filière en France
En 2018, le secteur construction bois regroupe 2 080 entreprises pour 13 170 emplois et un chiffre d’affaires d’1,9 milliard d’euros[64].
En 2009, une réflexion sur le développement des usages des matériaux biosourcés (bois notamment) dans la construction est lancée, aboutissant à un premier Plan Bois construction (2009-2015) devant mieux caractériser les performances techniques du bois (solidité, thermique, environnement, etc.)[65]. Cette phase montre que le bois répond aux exigences de la réglementation du bâtiment.
En 2011, un programme démonstrateur (« 100 constructions publiques en bois local ») est lancé par la Fédération nationale des communes forestières (FNCOFOR), pour que les constructions se fassent à partir de bois local.
En 2012, un label « bâtiment biosourcé » est défini par décret [66], à la fois quantitatif (tonnes de biomasse mise en œuvre) et qualitatif (fiche de déclaration environnementale et sanitaire, bois issus de forêts durablement gérées, faible émissions de COV).
En 2014, un contrat stratégique de filière bois est signé par les ministres de l’économie, de la forêt, de l’environnement et du logement et deuxième Plan Bois construction est lancé (2014-2017), soutenant trois stratégies de filière à savoir, renforcer les compétences et l’attractivité des métiers de la construction et de la rénovation en bois, valoriser le feuillu dans la construction-bois, et positionner le bois dans la réhabilitation.
En 2015, une Charte « Bois construction publique exemplaire » est signée par quelques régions et cette même année la loi TECV[67] dit que la construction bois est « encouragée par les pouvoirs publics lors de la construction ou la rénovation des bâtiments » .
En 2018, 36 projets d'immeubles de moyenne et grande hauteur (IMGH) en bois sont retenus par un appel à manifestation d’intérêt « Immeuble à Vivre Bois », avec 13 lauréats[68].
En 2020, l'interprofession bois d'Île-de-France lance le premier Pacte Biosourcé au niveau régional[69]. Il est suivi par les acteurs de la Région Grand-Est qui signent ce nouveau Pacte lors du Forum International Bois Construction en avril 2022[70]. Les signataires s'engagent à augmenter de 10 à 40 % la part du bois dans leurs constructions à venir[71].
De nombreux organismes privés et publics sont chargés de la promotion de la filière bois. Des syndicats professionnels, des organismes nationaux, des pôles de compétitivité, des centres techniques, des associations ou encore des territoires. L'ensemble des secteurs de la filière bois sont représentés, allant de l'aval avec la gestion forestière, à l'amont avec l'innovation, en passant par la transformation, que ce soit dans le secteur de l'industrie, de l'ameublement ou de la construction[73].
↑Guibal F & Pomey P (1998) L’utilisation du matériau-bois dans la construction navale antique: analyse anatomique et dendrochronologique. Méditerranée antique. Pêche, navigation, commerce. Congrès national des sociétés historiques et scientifiques, 120e, Aix-en-Provence 1995, 121e, Nice 1996, 159-175.
↑Pommier R (2007) Compréhension de l’aboutage du bois vert: détermination du procédé et principes physico mécaniques appliqués au Pin maritime. XXVèmes rencontres AUGC.
↑Gardelle V (2005) Mécanique des assemblages et renforts collés en construction bois (Doctoral dissertation, Bordeaux 1) https://www.theses.fr/2005BOR13073.
↑Resch L (2009) Développement d'éléments de construction en bois de pays lamellés assemblés par tourillons thermo-soudés (Doctoral dissertation, Nancy 1) (résumé)
↑Grenier D (2006) Développement du procédé de bi-oléothermie pour les bois de construction: mesure et modélisation des transferts de matière et de chaleur lors des opérations de friture-séchage et de refroidissement-imprégnation (Doctoral dissertation, Perpignan).
↑Kouyoumji J.L, Borello G & Achard G (2000) Caractérisation des parois courantes et des liaisons structurales pour la prévision de l’isolement acoustique d'une construction en bois (Doctoral dissertation, thèse de l’Université de Savoie LGCH-ESIGEC, soutenue le 15 décembre 2000)
↑Al Rim K, Ledhem A & de Roodenbeke M.Q.T.K (1996) Étude des paramètres de fabrication d'un béton de bois à matrice de résine, ciment voire argile. Materials and Structures, 29(8), 514-518 (résumé).
↑Kossou, D. K. (1992). Sensibilité des bois de construction des greniers traditionnels aux attaques de Prostephanus truncatus (Horn)(Coleoptera: Bostrichidae). International Journal of Tropical Insect Science, 13(3), 435-439 (résumé)
↑ Mouras, S., Beauchêne, J., & Langbour, P. (2001). Les termites xylophages et construction bois en Guyane, CIRAD-Forê
Matthieu Fuchs et Julien Mussier, Construire avec le bois: Matériau bois et ses dérivés - Conception et Mise en oeuvre - Exemples de réalisations, Le Moniteur, (ISBN978-2-281-14309-6, lire en ligne)
Markus Mooser, Marc Forestier et Mélanie Pittet-Baschung, Surélévations en bois, Lausanne, Editions Presse EPFL, , 196 p. (ISBN9782880748630)
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