Les atouts des Smart Systèmes en Béton pour les nouveaux quartiers

Cette matinale, en partenariat avec la Fédération Française du Bâtiment (FFB) Grand Paris, l’Union des Architectes (UNSFA) et son Club Prescrire, a permis d’aller à la rencontre des divers acteurs de la construction impliquée par les nouveaux enjeux d’une société en pleine mutation et de leur offrir un cadre de réflexion et d’innovation.

Elle a reçu sept experts témoins pour débattre de réglementation, conception et durabilité, optimisation de l’espace urbain et qualité de vie pour bâtir de nouveaux quartiers, pour construire plus, mieux et à coûts maîtrisés. Au niveau national, et en particulier régional, avec l’exemple du Grand Paris, les Smart Systèmes en Béton représentent des solutions d’avenir qui contribueront à repenser la métropole avec intelligence.

Le contexte régional : intervention de Phillipe Servalli, 1er vice-président de la FFB Grand Paris et président du Syndicat des Entrepreneurs de Construction Paris Île-de-France

Dans le cadre de la dynamique économique régionale portée par le Grand Paris, les enjeux pour le secteur de la construction, au-delà du volume et des délais (2023/2024), sont l’adaptation (révolution) des modes constructifs et l’adaptation des modèles d’organisation des entreprises de construction.

Le pôle construction IDF FFB participe notamment au Démonstrateur « Rêve de Scènes Urbaines » sur le territoire de Plaine Commune. Il s’agit d’une action emblématique des nouveaux quartiers – enseignements importants pour la construction et plus particulièrement pour les entreprises faisant appel aux solutions préfabriquées en béton - et d’une action exemplaire du fait de la coexistence de deux projets d’envergure : le parc olympique en vue des JO 2024 et la gare emblématique du Grand Paris : Saint-Denis Pleyel.

Dans le cadre du démonstrateur « Rêve de Scènes Urbaines », voici quelques uns des 46 projets retenus :

• Implantation pérenne d’une unité de production d’impression 3D béton et expérimentation de nouveaux cas d’usage pour l’impression 3D en béton.
• Optimisation d’un processus de conception-réalisation des bâtiments grâce au protocole BIM.
• Réversibilité des bâtiments pour anticiper la reconversion du village des Jeux Olympiques, concevoir des bureaux convertibles en logements et traiter la reconversion du village à l’issue de la compétition.
• Habitat modulaire en béton : une application possible au Village olympique : processus industrialisé d’habitat évolutif reconvertible inscrit dans l ’économie circulaire.
• Plateforme mutualisée de tri, collecte et déchets de chantiers : une plateforme multi-flux et multi-modale s’inscrivant dans l’économie circulaire, en développant significativement le transport fluvial, notamment.
• Soldating : des solutions pour faciliter le réemploi des terres non-polluées par une mise en relation rapide des chantiers à proximité et une traçabilité garantie.
• Toiture végétalisable préfabriquée.
• Module flottant en BFHP : composer un morceau de nature en ville sur une structure flottante et mobile avec une barge et construction modulaire en béton.

Avec les exemples cités ci-dessus, les solutions préfabriquées en béton seront incontournables car elles combinent plusieurs atouts. Il existe une vraie culture de la construction en béton en Île-de-France et un vrai savoir-faire des entreprises. Il faut capitaliser sur les points forts de la filière, d’autant que le béton dispose de vrais atouts sur le plan de la durabilité et que les techniques de rénovation des bétons se sont développées ces dernières années. Un des grands atouts de la préfabrication est la maîtrise des délais et il s’agit un des paramètres essentiels du défi à relever.

L’industrialisation, qui est non seulement possible mais indispensable dans le cas d’un projet comme celui de Plaine Commune, doit permettre de maîtriser les coûts de production. Le BIM rebat les cartes dans ce domaine avec une phase de conception qui intègre ces solutions depuis l’origine du projet. Les Smart Systèmes sont bien au cœur de la problématique de la construction en Île-de-France pour les 20 prochaines années.

E+ C- : de l’expérimentation à la future réglementation environnementale : intervention de Nathalie Tchang, présidente Tribu Énergie

Les incitations : Bonus de constructibilité, soutien financier ADEME/CDC et exemplarité des bâtiments publics.

Les enjeux autour de la prochaine réglementation : un poids équivalent entre les usages RT, les usages mobiliers et l’énergie grise dans les bâtiments neufs qui poussent les pouvoirs publics à élargir l’analyse à d’autres postes et indicateurs sur le cycle de vie. La nécessité d’aller vers une évaluation multi critères des performances d’un bâtiment sur l’ensemble de son cycle de vie et de disposer des FDES pour l’enveloppe et des PEP pour les systèmes.

Expérimenter pour co-construire la réglementation : avec le Référentiel « énergie-carbone » pour évaluer sur une même base + le Label E+ C- pour valoriser les projets pilotes + l’Observatoire pour capitaliser et accompagner les acteurs.

Les principes des 4 niveaux Énergie : Respect de la RT2012 - Exigence complémentaire : Bilan BEPOS - Indicateurs complémentaires et les principes des 2 niveaux carbone (GES) : Calcul ACV multicritère du bâtiment selon référentiel - Tous les indicateurs sont calculés et capitalisés - Les exigences portent uniquement sur l’indicateur GES - Durée de vie du bâtiment : 50 ans.

Le contributeur PCE (Produits de Construction et Equipements) est divisé en 13 lots de la VRD aux revêtements de sols, murs et plafonds et comprend également l’impact des fluides frigorigènes. Il existe différents niveaux de détail pour l’ACV en fonction de l’origine des données nécessaires à son évaluation.

Les configurateurs filières : EIB Environnement pour les produits béton préfabriqués : avec une sortie envisagée courant 2018, ce configurateur permettra de configurer des FDES collectives sur le même principe que les configurateurs existants. Les premiers produits intégrés sont : les poutres en béton précontraint, les poteaux en béton armé, les dalles alvéolées, les prédalles en béton précontraint et béton armé et les Mur à Coffrage Intégré.

Le choix des niveaux Énergie-Carbone dans un programme sera lié à la solution d’approvisionnement énergétique souhaitée. Il faut éviter des prestations « vertueuses » mais non adaptées. Des FDES et des PEP exhaustives et fiables sont nécessaires et impliquent la mobilisation des industriels. Le référentiel E+C- a été élaboré pour des études à la réception, en décalage avec des études de conception.

Concernant les BET, la future réglementation implique une montée en compétence ; on passe du simple calcul à l’éco-concevoir et nécessite la qualification OPQIBI ACV. Concernant l’ACV et le BIM, il y a encore du chemin à parcourir, notamment dans le cadre du projet ABV+, poursuite de la première phase de l’expérimentation de l’Atelier BIM Virtuel réalisé par le PTNB et l’USH en mode collaboratif avec les industriels, dont la FIB.

Des bailleurs qui s’ouvrent à la démarche ACV : intervention de Billy Tallec, chargé de mission, direction de l’innovation et de l’environnement, Les Résidences

Les Résidences ont créé une direction de l’innovation et de l’environnement qui pilote, notamment, des groupes innovation dont l’un est dédié aux « matériaux et méthodes de conception ». La première demande est de connaître « le vrai prix » des matériaux. C’est-à-dire, au-delà du prix d’achat où l’exigence d’équilibrer nos programmes pousse à l’économie, à combien nous « revient » réellement tel ou tel composant une fois intégré les changements/réparations qui pourraient être issues de sa mauvaise qualité.

Lors des réunions de travail sur ces sujets notre direction en profite pour sensibiliser à la démarche ACV en remplaçant l’idée « d’amortissement financier » par « amortissement écologique ». De même lors des formations internes sur les Certificats d’Economie d’Energie (CEE), nous formons nos collègues à cette logique : « je pose X cm au lieu Y, cela me coûte tant en plus mais que j’amortis en X année via les économies de charges et cela me rapporte Y en prime CEE.

Ce qui nous amène vers la logique E+C- où l’on intègre à l’équation le coût en CO2 de la construction/mise en œuvre du composant. À ce titre, la valorisation des déchets de démolition, notamment pour le béton réutilisé in situ est une excellente idée et on cherche donc un site pour l’expérimenter et mesurer les résultats, notamment financiers. En effet, si une nouvelle méthode de travail est plus économe en énergie, plus efficace, cela doit mécaniquement aussi se voir au niveau du prix…

Les enjeux des nouveaux quartiers : intervention d’Antoine du Souich, directeur général adjoint en charge de la stratégie et de l’innovation, Établissement Public d’Aménagement (EPA) Paris-Saclay

Paris Saclay, le pôle innovation recherche du Grand Paris est parmi les 8 clusters d’innovation mondiaux. Le Campus urbain de Paris-Saclay (avec Radar, Student housing, Institut Mines Télécom et EDF Lab) représente 225 195 m² livrés, 287 180 m² en chantier, 198 096 m² en cours de consultation et 185 059 m² à l’étude.

C’est un projet urbain durable au service des habitants, salariés, usagers et étudiants, avec des services mutualisés, en termes de proximité et d’aménités, des quartiers diversifiés (habitat social, bureaux, équipements et vie commerciale, santé, restaurants, sport, espaces verts...), une performance environnementale (bâtiments à énergie positive, stockage, gestion de l’énergie, gestion de l’eau et des déchets, protection de la biodiversité..) et un concept de Smart City (smart grid multi énergie : réseau électricité et chaleur, plateforme numérique : domotique, applications mobiles, opendata, réseau social de quartiers…).

Zoom sur l’Appel à programme urbain innovant Le Central : une consultation pour un programme de 70 000 m² environ, dont : 43 000 m² de logements (soit environ 615 logements), 22 000 m² de surfaces de développement économique, 2 600 m² de restauration universitaire, 400 m² de locaux communaux et 2 000 m² de commerces et services.

Zoom sur le partenariat d’innovation, services de stationnement intelligent avec Territoire à Energie positive pour la Croissance verte, la Caisse des Dépôts et la Région Île-de-France

Le numérique au service de la mobilité et de l’attractivité du territoire apporte aux usagers : disponibilité en temps réel des places de stationnement et typologie (ouvrage/voirie, courte/longue durée, parc relais, PMR, recharge électrique, tarifs), guidage dynamique et prédictif, solution de paiement et de réservation, services de mobilité, aux établissements du plateau (privé/public) : mutualisation contrôlée des places de parkings privées (usage privatif, événement sur le plateau, optimisation du nombre de places à aménager …), à l’EPA Paris-Saclay et aux collectivités : amélioration de l’accessibilité et l’attractivité du territoire (une unique application), de la gestion et du contrôle du stationnement (voirie connectée), constituant une banque de données de la mobilité sur le campus, outil d’aide au dimensionnement des espaces de stationnement.

Un partenariat sur 5 ans divisé en deux phases : une 1ère phase « R&D » (2018-2019) d’une durée prévisionnelle de 2 ans et une 2ème phase « Exploitation » (2020-2023) d’une durée fixée à 3 ans.

Concevoir pour durer. Comment les entreprises générales répondent aux nouveaux enjeux avec les produits en béton : intervention de Wilfried Pillard, directeur technique, Entreprises Générales de France (EGF).BTP

La durabilité est une composante indissociable de l’aménagement des territoires, les constructions doivent offrir la durée de service la plus longue possible. Les entreprises générales doivent intégrer des conceptions efficiences pour assurer cette pérennité aux ouvrages au travers d’une formulation adaptée à ses spécificités et permettant d’optimiser leur durée de vie. Dans une approche globale de l’acte de construire, cela nécessite de répondre aux attentes des clients en termes de qualité, de conformité réglementaire, de délais et de coût global dans un contexte de transition numérique et écologique.

La qualité des ouvrages nécessite des produits aptes à l’ouvrage, avec une « assurabilité » primordiale pour l’assurance des entreprises, la capacité à réaliser des ouvrages conformément aux DTU, ou à défaut suivant les ATec, DTA, Atex …

Les Entreprises Générales de France BTP ont signé une convention d’engagement dans l’expérimentation E+ C- pour des bâtiments à énergie positive et bas carbone, qui repose sur trois interrogations : la pertinence des données d’entrée et valeurs par défaut, la version du moteur de calcul et l’impact économique. Les solutions en béton ont des atouts indéniables, notamment en termes de qualité de l’air intérieur, de recyclage et d’économie circulaire dans le cadre de l’évolution des normes : NF EN 206/CN, NF EN 13369.

Concernant la transition numérique, les besoins d’informations sur les produits, procédés et techniques à mettre en œuvre dans l’ouvrage ne sont pas les mêmes à tous les stades : étude, construction et exploitation qui couvrent la vie d’un bâtiment dans sa globalité. Dans ce domaine, la mise en place de la base de données numériques des produits et systèmes de l’Industrie du Béton, piloté par la FIB, avec l’appui du CERIB permet, en phase de conception, de faciliter l’intégration d’informations génériques utiles dans les objets numériques des maquettes projets et permet en phase réalisation de changer les données génériques par les caractéristiques spécifiques des produits livrés par les industriels.

Le projet de recherche collaboratif Bâtiment 2.0 piloté par GTP Bâtiment vise à mieux construire et rénover en intégrant les nouvelles technologies sur 18 opérations pilotes de construction et réhabilitation. Un chantier de 117 logements à Neuilly-sur-Marne a fait l’objet d’un projet de recherche visant à utiliser le BIM pour la réalisation du gros œuvre. L’objectif était de suivre la traçabilité des éléments en béton préfabriqué depuis la maquette BIM, via des objets connectés et des marqueurs de type QR-Code pour réaliser une fabrication « sur mesure » de produits à partir de la maquette numérique.

Nouveaux quartiers, la révolution en marche ou comment concevoir un quartier moderne : intervention de Lionel Blancard de Lery, architecte urbaniste, vice-Président de l’UNSFA, président du Club BIM Prescrire

Le choix de la ZAC du Panorama à Clamart - Un quartier durable

La conception et la concertation à l’échelle du territoire offre la mixité : sociale, typologie d’habitat, économique (logements, commerces, bureaux, résidence hôtelière), stationnements publics, la maîtrise de la densité et la gestion des déplacements , la maîtrise de la densité : hauteur et emprise y compris en infrastructure et une meilleure gestion des déplacements avec limitation de la voiture et incitation à l’utilisation de transports doux (piéton, vélos, transports en communs) offrant une réflexion sur l’offre de stationnement automobile.

Le rôle du lac : gestion des eaux pluviales (réduction des consommations d’eau et récupération des eaux pluviales), gestion des déchets (apport volontaire, tri sélectif, compostage) et favorisation de la biodiversité.

Des matériaux durables et pérennes : le béton dans toutes ses formes (préfabrication, bétons à hautes performances), la pierre issue de carrière francilienne (Noyon, Saint-Maximin, …) sur toutes les façades et agrémentés de baies en bois aluminium ou aluminium en acier, l’ardoise et le zinc en toiture.

Une conception en BIM niveau 2 dès l'esquisse : travail collaboratif de tous les partenaires et détermination des choix (énergétique, structure...) le plus en amont possible. Le BIM vient comme élément fondateur de la conception : utilisation de la maquette numérique pour toutes les simulations techniques (thermique, structure…). Les Smart Systèmes en béton s’inscrivent naturellement dans cette démarche.

Le choix des bétons en fonction de la classe de résistance et pour l’empreinte carbone. Choisir le bon béton au bon endroit c’est un gain de près de 10 % de l’empreinte carbone du béton. Le choix des solutions préfabriquées en béton pour répondre aux problématiques durabilité, résistance, esthétique (prémurs et panneaux architecturaux), emplois et matériaux locaux, bassin de stockage des eaux, parkings enterrés...

L’architecture : éviter des façades uniformes faussement modernes. Le choix de la ZAC du Panorama à Clamart a été l’expression des matériaux à travers les façades tout en privilégiant un mode de vie et un confort moderne : une enveloppe performante, la pérennité des matériaux, la lumière, des espaces extérieurs généreux (jardins, terrasses, loggias) et des aménagements urbains qualitatifs (béton, pierre…).