Rapport final | 2006/7 | EPFL, ENAC | Directeur Pédagogique: Luca Ortelli | Groupe de suivi: Claude Morel | Aurelio Muttoni | Marie-Claude Bétrix |

Etudiant Reto Hinden

De la construction en brique massiveLe cas du logement urbain

Note 1: Louis Kahn, cité dans James W.P. CAMPBELL, L’art et histoire de la Brique, Paris, Editio-Editions Citadelles & Mazenod, 2004, p.279

« La brique me parlait sans cesse, en me disant que je perdais une occasion [...].»1

Introduction...........................................................................................

De la brique en Suisse Description du matériau............................................................ L’industrie de la terre cuite en Suisse....................................... Les différents types de construction massive en Suisse........... Analyse comparative................................................................

Trois réflexions autour de la brique La surface : savoir faire et textile.............................................. La brique : objet d’évolution et structure................................. Le mur : hétérogénéité et masse............................................... Synthèse.....................................................................................

Esquisse d’un prototype Le prototype.............................................................................. Le choix des matériaux............................................................. La préfabrication....................................................................... Les conditions structurelles....................................................... L’élément préfabriqué...............................................................

Remarques finales..................................................................................

Le projet Le choix du site........................................................................ Le programme........................................................................... Evolution du système constructif.............................................. Préfabrication et vitesse d’exécution........................................

Bibliographie / Sources..........................................................................

Remerciements......................................................................................

Annexe - Annexe A: Production de la brique, visite de la briqueterie Rapperswil - Annexe B: Calculs thermiques

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Table des matières

IntroductionL’idée de ce Projet de Master est née pendant mon stage obligatoire où j’ai travaillé aux plans d’exécution d’une école et logement urbain à Zurich. Il s’agissait d’une construction en double mur, avec une façade en brique apparente et une couche de ventilation. En dessinant les détails d’exécution, j’ai commencé à m’interroger sur ce type de construction. La réalisation n’aurait-elle pas été plus simple et juste avec une construction massive en brique? Lors du prochain projet de semestre, j’ai donc proposé une construction en brique massive pour celui-ci. L’expert m’a reproché de construire comme au 18ème siècle. Alors, comment construit-on aujourd’hui un mur en maçonnerie apparente qui satisfait aux exigences de nos temps?

Ce Projet de Master est donc un travail sur la brique. Un matériau dont on sous-estime le potentiel et qui est d’ailleurs souvent mis en œuvre sans que toutes ses qualités soient exploitées. Solide, belle et résistante à long terme, disponible presque partout, la brique est un matériau local qui mérite qu’on s’en occupe.

Ce travail s’interroge sur la manière dont on construit en brique à notre époque. Il s’agit de dépasser le schéma répandu du simple ou double mur en brique avec isolation, des types de construction qui, à mon avis, n’exploitent pas toutes les qualités de la brique. Y a-t-il des alterna-tives aux systèmes de construction en couches dissociées? Quel est le potentiel de la construc-tion monolithique? Et comment peut-on remettre en valeur au travail du maçon? La beauté de la brique se manifeste dans l’appareillage du mur. Mais qu’est-ce qu’un mur?

La brique a longtemps été un des matériaux de construction les plus employés et le reste dans certaines régions de la Suisse. Mais contrairement à d’autres pays comme l’Allemagne, les Pays-Bas et l’Angleterre, la Suisse ne possède qu’une modeste tradition de la brique apparente. Dans le nord-ouest dans la Suisse et, dans une moindre mesure dans la région de Berne, l’utilisation de la brique apparente dans les constructions privées, publiques et industrielles est liée à la produc-tion industrielle de la brique au milieu du 19ème et se poursuit jusqu’au début du 20ème siècle. De nombreux bâtiments témoignent encore aujourd’hui de cette époque, par exemple les oeuvres de l’architecte Ernst Jung2. La brique apparente se retrouve aussi dans certaines constructions rurales (écuries etc.). Dans nos villes aussi, ponctuellement, par fragments, la brique apparente a laissé sa trace, même si ce n’est pas comparable à des villes comme Amsterdam, qui manifeste une continuité infinie de brique apparente. La brique complète aussi chez nous le paysage urbain, en fait partie, sans effort et sans vulgarité. Une ville qui est faite uniquement de béton, verre, tôle ou bois, ça n’existe pas. Depuis toujours et encore maintenant, la ville se compose principalement de crépi, pierre et brique.

Arno Lederer constate : «On n’a jamais eu un tel choix de briques différentes. A notre époque, l’offre est immense. Par contre, avec la crise du pétrole dans les années 70, la brique disparaît de la ville. Dissimulée sous des couches non définies et des crépis, là, elle se retouve, isolée et invisible»3

Quel est le potentiel de la construction en brique apparente en Suisse ? Il ne s’agit pas de constru-ire comme à Amsterdam, de promouvoir à fond la brique, mais de trouver un mode de construc-tion qui pourrait être appliqué de manière générale. Un mode de construction qui trouverait sa place parmi les autres modes de construction, un mode de construction qui permettrait à la brique de retrouver sa place dans nos villes. C’est donc un programme général, le logement urbain en Suisse, qui donne les conditions (climatiques) et doit servir d’exemple pour tester le potentiel de

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Fig. 1 Projet de semestre 2005 Fig. 2 Détail d’exécution logement collectif Careum Areal Zürich

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ce mode de construction. Le logement urbain est un programme qui, sous la pression économique et les exigences écologiques (Minergie et Minergie P), court le risque de s’uniformiser et de se ra-tionaliser au maximum, l’architecte appliquant les modèles courants de la construction. Peut-être existe-t-il une manière de construire la plus rationnelle et écologique possible, mais on constate que plus on se rapproche des standards, plus la diversité de l’art de bâtir diminue. La construc-tion en brique massive essaie de trouver des alternatives. Une architecture en brique massive qui exprime solidité et sécurité (en sens du mot allemand « Geborgenheit »), une construction qui peut-être enrichira le programme du logement urbain.

Une rapide analyse des types de construction en brique courante en Suisse permet de comprendre les problèmes. Est-ce que la brique en Suisse est encore un matériau local? Quelles possibilités les briqueteries en Suisse offrent-elles à l’architecte ? La brique est un matériau exigeant et con-tradictoire, elle ne se prête pas à toutes les formes architecturales. La brique nous demande de réfléchir à son rôle dans la construction et à la nature même de cette construction. Elle nous pose la question de la vérité constructive et celle du revêtement. Avant le développement d’un type de construction, l’énoncé traitera de ces points.

« Nous avons donc la hardiesse d’annoncer l’évident, c’est-à-dire que tout bâti est en premier lieu une construction et en second lieu seulement une œuvre abstraite, fait de surface, volume et plan… »4

Notes

Note 1: Louis Kahn, cité dans James W.P. CAMPBELL, L’art et histoire de la Brique, Paris, Editio-Editions Citadelles & Mazenod, 2004, p.279

Note 2 : Ernst Jung, architecte (1841-1912), a construit nombreuses œuvres en brique apparente à Zurich et Winterthur. P.ex. école St. Georgen (Winterthur), maisons ou-vrier Vogelsangstr.133-163, Heiligenbergstr.16-26 (Winterthur)

Note 3 : « Wahrscheinlich gab es noch nie eine solche Vielfalt an Mauersteinen wie heutzutage. Das Angebot ist unüberschaubar. Umgekehrt verschwindet der Stein seit der Ölkrise der 70er-Jahre zunehmend aus dem Stadtbild. Er ist für uns unsichtbar unter undefinirbaren Schichten und Pampen verschwunden und fristet sicht- und wärmeisoliert sein Dasein » Arno LEDERER, « Ist Mauerwerk noch aktuell ? », Detail, n°10, 2005, p.1, traduit par l’auteur

Note 4 : « Deshalb haben wir die Kühnheit, das Offensichtliche zu verkünden, näm-lich, dass das Gebaute primär eine Konstruktion und erst in zweiter Linie ein ab-straktes, aus Fläche, Volumen und Plan bestehendes Gebilde ist… » Kenneth FRAMPTON, Grundlagen der Architektur. Studien zur Kultur des Tek-tonischen, John M. CAVA (Hrsg.), München-Stuttgart, Oktagon Verlag, 1993, p.2, traduit par l’auteur

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De la brique en SuisseDescription du matériau

Toutes les briques en terre cuite font partie de la famille des matériaux silicate céramiques (fig.3). On distingue les différents matériaux dérivant de ce groupe selon la grandeur du grain et des pores. Les matériaux silicate céramiques sont divisés en trois sous-groupes, la céramique grossière, la céramique fine et la céramique spéciale. Les différentes qualités comme la solidité, la porosité et la densité des produits dépendent principalement de la durée de la cuisson, de la température maximale de cette cuisson et la composition chimique du mélange de l’argile et des ajouts. Les briques, tuiles et clinquers utilisés pour la construction font partie du premier groupe.

Pour toutes les briques en terre cuite, les matières premières utilisées sont d’abord des terres ar-gileuses. Ces terres peuvent être très différentes selon les carrières, mais elles renferment toutes une forte proportion d’argile qui leur confère leur plasticité pour le façonnage et leurs propriétés mécaniques après cuisson. Les argiles sont des matériaux sédimentaires de la couche superficielle de l’écorce terrestre, obtenues par dégradation physique et altération par hydrolyse des minéraux des roches éruptives et magmatiques sous l’action chimique et physique de surface. Ces résidus détritiques sont déplacés par voie glaciaire, fluviale et se déposent dans les bassins de sédimen-tation. Les minéraux argiles sont fondamentalement constitués de silicium, aluminosilicates et toutes sortes de phyllosilicates. Ce sont les terres / roches argileuses et non les minéraux qui sont utilisés comme matière de base pour la terre cuite. Souvent plusieurs minéraux argileux sont asso-ciés dans un gisement, avec beaucoup d’autres minéraux tels que sable, feldspath, calcaires, sels, oxydes métalliques et matériaux organiques. Les matériaux organiques et les oxydes métalliques donnent à l’argile ses différentes couleurs.

On distingue principalement trois sortes de brique de construction, dont les sous-variantes sont pr-esque infinies. La brique pleine, dont au maximum 15% de l’assise est perforée, est cuite jusqu’à des températures de 1000 degrés, et possède une grande résistance à la compression. Les briques creuses (standard), dont l’assise peut être perforées jusqu’à 50%, sont les plus répandues et sont utilisées comme éléments de base pour des murs porteurs et non porteurs. La clinquer, troisième type principal, peut être trouée ou non, la différence par rapport aux autres briques étant qu’elle

Fig. 3 Les matériaux silicate céramiques

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est cuite à des températures plus élevées (entre 1200-1500° C). Pendant le brûlage à haute tem-pérature, certaines composantes du mélange de base fondent et densifient la brique, on parle de frittage. Les parties fondues englobant les autres parties encore poreuses, la brique perd sa porosité et sa capacité à absorber l’eau et l’humidité. Le clinquer est donc mis en œuvre là où le matériau est en contact avec l’eau, soit pour des façades extérieures, le carrelage de sols et des constructions liées à l’eau telles que canaux et barrages.

Comme matériau de construction, la brique présente de grandes qualités et certains désavantages. Si la maçonnerie possède une bonne résistance à la compression, par contre sa résistance à la traction et à la traction par flexion est faible. Sa mise en oeuvre sans armature ne lui permet pas d’absorber des efforts de torsion et traction. Une maçonnerie sans armature n’est pas ductile, la rupture se fait immédiat et sans premieres apparition des joints.

A l’exception du clinquer, la brique permet la diffusion de la vapeur d’eau. Elle peut réguler le niveau d’humidité à l’intérieur des logements, assurant une atmosphère sèche agréable. Grâce à sa porosité, la brique possède une bonne capillarité, qui permet un séchage rapide du mur en cas d’humification, par exemple par condensation de vapeur d’eau à l’intérieure de celui-ci, et garan-tit une construction sèche. En cas de défaut de construction, la capillarité de la brique peut par contre devenir un désavantage, car le mur peut se remplir rapidement d’eau. La brique est un ma-tériau sec, c’est-à-dire qui contient très peu d’eau par rapport à sa masse. Il n’y a donc pas comme pour le béton un phénomène de retrait, le volume de la brique reste stable, aussi en raison de son coefficient de dilatation très faible, environ trois fois plus bas que celui d’un béton convention-nel. Il ne faut pas de nombreuses heures de chauffage pour sécher la construction et obtenir une atmosphère d’équilibre à l’intérieur du bâtiment.

Selon son degré de porosité et son profil, la brique peut être un bon matériau isolant. Aujourd’hui, il est possible de faire des mur simples en brique et répondre aux exigences du standard Minergie, avec un valeur U ≤ 0,2 W/mK. Par contre, plus une brique est poreuse et perforée, donc perfor-mante sur le plan de l’isolation, moins elle est résistante à la compression.

La brique est un matériau naturel, composé principalement d’argiles et d’autres minéraux. Elle ne contient aucune matière dommageable à la santé des personnes, ou provoquant des allergies. Sa constitution chimique fait que la brique ne peut pas être agressée par les polluants de l’air (radicaux) ou les pluies acides. La terre cuite est résistante à l’acide et à la lessive. Il n’y a peu de risques de formation de mycoses et de moisissures sur une surface en briques, avant tout parce que le matériau se trouve dans un état sec. De plus, par sa masse, dans le cas de constructions massives ou en double mur, la brique est un parfait absorbant phonique. Sa résistance au feu est élevée: un simple mur en brique de 17,5 cm a une résistance R90, selon SIA 266.

Si on compare la brique et le béton, on constate que la première a un meilleur bilan pour ce qui concerne l’énergie primaire1. Comme la brique ne contient aucun polluant, elle peut être déposée dans des décharges sans aucun risque environnemental. Le recyclage complet de la brique par contre est difficile. S’il s’agit d’anciennes constructions où l’on a utilisé du mortier de chaux, les briques peuvent être assez facilement récupérées. Dans les nouvelles constructions par con-tre, c’est plus difficile à cause du mortier à base de ciment qui établit un lien dur entre brique et mortier. En Suisse, il n’existe pas de déchets purs de briques qui pourraient être réutilisés, la sépa-ration des autres éléments comme le béton et le mortier coûtant trop cher. Les déchets de brique sont mélangés avec les déchets de béton, et fragmentés pour être remployés comme base dans le« béton recyclé ».

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Toutes ses qualités font de la brique un matériau extrêmement résistant et durable à long terme, si la mise en œuvre est faite de manière correcte. Les ruines de constructions romaines ou les temples royaux en Thaïlande sont des témoignages impressionnants de ces qualités. Le grand avantage de la brique est qu’elle est un produit industriel, qu’il est possible d’adapter selon les besoins. Par contre, une brique peut répondre à différents critères, mais jamais elle ne peut les remplir tous. Une brique ne peut jamais être à la fois très résistante, étanche aux intempéries, absorber l’humidité, apparente et isolante. C’est à l’architecte de choisir selon ses nécessités la brique juste.

L’industrie de la terre cuite en Suisse

La notion de matériau local est importante dans deux sens. D’un côté, le matériau local peut être un facteur d’identité pour un lieu précis, comme le bois l’est par exemple pour certains villages al-pins. De l’autre, le caractère local du matériau est un enjeu par rapport au développement durable, permettant de réduire les transports et l’énergie grise. Pour la Suisse. qui possède une culture de la brique apparente modeste, c’est surtout le deuxième aspect qui prime.

Aujourd’hui, la brique est souvent perçue comme un produit artisanal mais, de fait, la production de la brique est hautement industrialisée et fortement technologique. Il n’existe plus de petites bri-queteries qui produisent pour un environnement proche. Quelques grandes briqueteries fournis-sent le matériau pour une région entière. La situation actuelle de l’industrie de terre cuite en Suisse trouve son origine dans les années d’après-guerre, quand les possibilités de développement de ce secteur paraissaient illimitées. La Suisse était quasiment l’unique pays d’Europe occidentale à posséder un appareil de production intact. L’industrie de la brique a pu satisfaire une partie de la forte demande de l’Europe, surtout de l’Allemagne, pour sa reconstruction. Cet avantage énorme a été en même temps le talon d’Achille de cette industrie. Beaucoup de briqueteries et tuileries ont simplement augmenté leur production et essayé de profiter au maximum sans investir dans de nouvelles technologies et opérer des restructurations.

L’industrie de la construction en général en Suisse a connu une croissance extraordinaire dans les années d’après-guerre. Dans les années soixante, elle représentait 20% du PIB de la Suisse. La crise économique liée à la crise pétrolière a fortement frappé l’industrie de construction, et donc aussi l’industrie de la terre cuite. Les briqueteries qui n’avaient pas investi dans leur parc de pro-duction ont fait faillite, à l’exception, principalement, des grandes briqueteries et tuileries de la région de Berne et des grandes briqueteries de Zurich. A la fin des années 80, l’industrie de la terre cuite a repris avec la construction de logements (plus de 90% du total des constructions2), mais le nombre de logements construits a logiquement subi une baisse, ce qui a de nouveau provoqué des fermetures et des réductions de capacité. La crise de la construction de logements s’est pour-suivie dans les années 90. Ce fait et la concurrence de l’industrie de bois subventionnée par l’Etat dans le domaine de la construction ont été, selon Monsieur Reber3, responsable de la production chez Ziegeleien Rapperswil Louis Gasser AG, les raisons principales de la crise de l’industrie de terre cuite. La forte diminution des constructions avec des toitures en pente a poussé certains producteurs à arrêter la production de tuiles. Au milieu des années 90, la Suisse ne comptait plus que 21 producteurs et 29 lieux de production4. Aujourd’hui, elle en compte encore moins, 10 pro-ducteurs et 21 lieux de production.

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Les producteurs sont (par ordre alphabétique): - AGZ Ziegelwerke Horw-Gettnau - Brauchli Ziegleien AG - FBB Unternehmungen - Hochdorf Ziegleien - Keller AG Ziegeleien - Lohner Ziegeleien - MBB Morandi & Bardonnex - Rapperswil ZiegeleienLouis Gasser AG - Schumacher Ziegeleien - ZZ Wancor AG

Les grandes briqueteries et tuileries Fribourg & Lausanne AG ont été achetées cette année par l’entreprise AGZ. Pour regagner du terrain et mieux promouvoir la brique, les plus grandes briquet-eries et tuileries se sont organisées dans la société Swissbrick, qui a comme objectif d’organiser le marketing de l’industrie de terre cuite suisse. Et c’est elle qui établit les normes et effectue la vérification des produits en commun avec l’EMPA.

Dans Swissbrick on trouve : - AGZ Ziegelwerke Horw-Gettnau - Keller AG Ziegeleien - Rapperswil Ziegeleien Louis Gasser AG - ZZ Wancor AG

Matériau localLa carte des lieux de production (fig.4) correspond en fait aux zones de sédiments en Suisse. La Suisse du Nord, la Suisse du Nord-Est et une partie de la Suisse romande possèdent encore de nombreuses briqueteries et tuileries. Ceci n’est pas étonnant, car c’est dans ces régions que se trouvent les couches de sédiments qui contiennent entre autres des lits d’argile. La Suisse centrale, le Valais et les Grisons (à l’exception de Landquart) ainsi que la région de Genève sont dépourvus de briqueteries. La fabrique de Bardonnex produit uniquement des tuiles. Selon les connaissances de l’auteur, on ne trouve pas non plus de briqueteries et tuileries au Tessin. Malheureusement, la société de l’industrie suisse de terre cuite refuse de donner des informations globales et des chif-fres précis sur l’industrie de la terre cuite. La majorité de ces briqueteries sont organisées dans des groupes régionaux, voire internationaux. La moitié de ces producteurs sont en fait des entreprises de construction qui produisent toutes sortes de matériaux de construction, dont la brique fait par-tie. Certains travaillent avec des multinationales étrangères. La ZZ Wancor AG fait partie de la multinationale Wienerberger, le plus grand producteur de terre cuite en Europe.

La notion de matériau local est valable pour la brique creuse (brique de maçonnerie): les lieux de production sont répartis un peu partout en Suisse et couvrent l’ensemble du territoire. Pour une construction en brique non apparente, le constructeur peut trouver une briqueterie proche de son environnement. Pour la tuile, c’est déjà moins évident, car il ne reste que quatre producteurs de tuiles.

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Fig. 4 Briqueteries et tuileries en Suisse

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Par contre la brique apparente n’est plus un matériau local en Suisse, où il ne reste qu’un seul lieu de production à Frick / BS. Tous les autres producteurs ont arrêté la production de ce type de brique, certains fabriquant encore une brique apparente de moindre qualité pour les édifices ru-raux. A Frick, on produit aussi du clinquer, mais le matériau de base est importé d’Allemagne, de Westernwalden, les argiles en Suisse ne possédant pas les qualités nécessaires au frittage. Le clin-quer qui jouit d’une popularité de plus en plus grande en Suisse est importé, surtout d’Allemagne, mais aussi d’Angleterre et des Pays-Bas. Il en va de même pour certaines briques apparentes, qui viennent souvent d’Italie.

Les flux des matériaux étant assez compliqué, la notion de matériau local est souvent difficile à évaluer comme le montre les exemples suivants: : la société Morandi & Bardonnex doit par exemple importer une partie importante de l’argile de France. La brique isolante « Proton T9 » remplie avec un isolant (Perlite) est produite en Autriche (Wienerberger), l’isolant est produit en Allemagne (Knauf Perlite), le matériau de base vient de Grèce (Mikos) et ZZ Wancor AG la distribue en Suisse. La brique isolante UNIPOR n’est pas non plus produite en Suisse, mais en Allemagne, et est distribuée par plusieurs briqueteries en Suisse. Seul le modèle Thermocellite (produit à Düdigen) et le modèle Ambiotherm (produit à Corcelles-près-Payerne) sont des briques isolantes produites en Suisse même. Certaines briqueteries ne produisent plus du tout elles mêmes mais sont devenues des dépôts de vente pour d’autres producteurs. La briqueterie Braas Schweiz AG vend toute la palette des produits en terre cuite, qui sont tous importés d’Allemagne et de France. L’étude de l’Office fédéral de la statistique sur les flux des matières montre les quantités importées estimées pour 2000 (fig. 5). Ce sont des chiffres non négligeables, mais le manque de chiffres concernant la production annuelle totale des produits en terre cuite en Suisse les rend dif-ficiles à interpréter, car on ne peut pas les comparer avec le tonnage produit en Suisse.

Les produitsLes briques produites en Suisse permettent la construction d’un mur en maçonnerie, protégé d’un enduit. La palette de Suisse Module (système de classification de la Swissbrick) couvre ici tous les besoins, avec des briques renforcées, des briques antibruit, des briques développées spéciale-ment pour la cave. La brique isolante est très peu utilisée en Suisse allemande, mais est depuis quelques années assez courante en Suisse romande pour la construction de maisons unifamiliales. Les briqueteries se limitent à produire la brique creuse (standard) semblable à celles que l’on utilise depuis toujours. On ne produit même plus de briques pour les dalles à hourdis. L’unique exception est la Keller AG Ziegeleien, qui s’est lancée dans la production de briques apparentes et qui est l’unique producteur travaillant avec des éléments préfabriqués. Pour compléter la liste, il faudrait ajouter que depuis cette année le groupe Morandi & Bardonnex et Keller AG Zeigeleien produisent une brique plane qui est collée, qui n’a donc plus besoin de mortier, ce qui peut être intéressant pour l’assemblage mécanique (robotisé) du mur. Selon un producteur « …l’industrie de la terre cuite a 20 ans de retard par rapport à l’industrie du bois, on a peu développé de produits innovants. Le problème c’est qu’on ne voit pas la brique, les gens ne se rendent pas compte des qualités du matériaux»

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Les différents types de construction « massive » en Suisse

Avant de développer un prototype, il s’agit de faire une rapide analyse des systèmes de construc-tion en brique existants en Suisse, comparer les avantages et désavantages de ces systèmes et avoir une première idée de la problématique de la construction en brique. Sont comparés les types de construction massive homogène ainsi les types de construction massive hétérogène (fig.6). Si possible, les coupes schématiques sont dessinées de façon à répondre à la norme Minergie (valeur U = 0,2 W/m2K). La base de comparaison est le mur simple en brique avec isolation extérieure et une valeur U qui remplit les exigences de Minergie. C’est le système de construction massive le moins cher possible. Pour compléter la liste des constructions massives, trois exemples en béton servent de comparaison. Le mur en béton isolant et le mur en clinquer sont les deux seules con-structions massives homogènes.

Type AC’est la construction la moins chère sur le marché pour une construction massive. Avec une couche d’isolation de 16cm, ce système atteint le standard Minergie. La brique est utilisée unique-ment comme matériau porteur, elle n’est pas apparente. L’isolation avec le crépi fin est exposée à toutes les intempéries et aux fluctuations journalières de la température, la dilatation et le re-trait pouvant causer des dégâts sur la surface de la façade. Les coûts d’entretien sont élevés. Du point de vue du développement durable, l’approche est limitée, le système aide à économiser de l’énergie mais possède une durée de vie réduite (20-25 ans).

Fig. 5 Importations en 2000

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Type B C’est un système qui est presque homogène. Mais à cause de sa porosité, la brique isolante ne peut pas être apparente, et doit être protégée par une couche de crépi. La brique est posée à sec pour éviter des ponts de froid à travers les joints de mortier. A cause de sa porosité et de l’appareillage grossier (une maçonnerie « vulgaire »), il a peu de résistance mécanique (1,3 N/mm2). Selon la norme SIA 266, il s’agit d’une maçonnerie légère (MBL), qui donc ne peut être utilisée en prin-cipe que pour des constructions de trois niveaux maximum. A cause de sa porosité, la protection contre le bruit pour les logements est aussi limitée. Au niveau du confort intérieur, c’est par contre un système très performant. La mise en oeuvre et la gestion du chantier sont simplifiées, le mur est composé d’un seul matériau, les grands blocs permettent un avancement rapide du chantier.

Type C C’est un système qui essaie de compenser les défauts du type B. La brique est moins poreuse, donc plus résistante à la compression et elle est maçonnée dans un appareillage de boutisses et panneresses. Ce système est donc selon SIA 266 une Maçonnerie MB, et peut servir pour des constructions d’une hauteur plus élevée que le Type B. Par contre, même avec un crépi isolant de 5 centimètres, ce type de construction n’atteint pas le standard Minergie. Au niveau du confort intérieur, c’est aussi un système très performant, avec une bonne protection acoustique.

Type D Aujourd’hui on ne construit guère avec ce système, qui est une tentative de rendre le type C plus performant au niveau de la protection thermique en introduisant des couches d’isolation alternées dans l’appareillage. Avec une épaisseur réduite, ce système atteint une meilleure valeur U mais sans pouvoir répondre au standard Minergie.

Type E La construction en double mur sans ventilation est un système très performant aux niveaux acous-tique et thermique. La deuxième couche en brique protège l’isolation intérieure. Le standard Minergie peut être atteint sans problème en choisissant une couche d’isolation assez épaisse. Cette construction pose par contre des problèmes au niveau de la dilatation des deux murs en maçonnerie. Des joints de dilatation sont indispensables et sont toujours des points faibles dans le bâtiment. Les deux murs doivent être liés avec des ancrages. La deuxième couche est finale-ment un gaspillage de matériau, car elle ne porte pas les dalles, elle a uniquement une fonction de protection, que des panneaux fins en terre cuites pourraient remplir de façon satisfaisante. Sans ventilation, ce système ne peut pas fonctionner avec une couche en brique apparente, car l’eau qui pourrait s’infiltrer à travers les joints de mortier endommagerait l’isolation.5

Type FPar rapport au Type E, la deuxième couche en brique peut être apparente à cause de l’introduction d’une couche de ventilation. De nouveau, une couche massive en brique (qui coûte chère aussi) remplie uniquement la fonction de protection pour la façade. Au niveau du flux thermique, la couche de ventilation est plutôt contre-productive. Elle est peu isolante mais cause une perte importante de gains solaires lors des mois de l’entresaison.6 A partir d’une certaine hauteur, la couche n’arrive même plus à se porter elle-même, les charges doivent être reportées à travers des consoles sur la couche porteuse. La brique apparente suggère une œuvre monolithique, massive, mais il y a une grande différence entre image « lourde » et réalité constructive. Au niveau de la gestion du chantier et de la planification, c’est un système compliqué. Souvent, plusieurs entre-prises réalisent des parties différentes de la façade, une bonne planification entre ces différents in-tervenants est donc importante. Il y a des risques d’incompatibilité des matériaux. Un tel système peut devenir un « bricolage » si les détails (joints de dilatation, ancrage, consoles, étanchéités, rapport toiture enveloppe) ne sont pas résolus correctement.

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Fig. 6 Types de construction massive (côté gauche ext.)

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Type IU = 2.30 W/m2K� 500.- CHF/m2

Type BU = 0.20 W/m2K� 270.- CHF/m2

Type CU = 0.26 W/m2K� 320.- CHF/m2

Type FU = 0.20 W/m2K� 350-500.- CHF/m2

Type JU = 0.20 W/m2K� 330.- CHF/m2

Systèmes homogènes apparents

Systèmes homogènes non-apparents

Systèmes hétérogènes dissociés avec ventilation

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U calculé avec conductibilité thermique [W/mK]:

béton isolant λ = 0,33 W/mKbéton armé λ = 2,3 W/mKbrique standard λ = 0,45 W/mKbrique apparente λ = 0,52 W/mKclinquer λ = 1,8 W/mKmono brique (type UNIPOR) λ = 0,09 W/mKbrique isolante (type OPTITHERM) λ = 0,165 W/mKisolation EPS λ = 0,04 W/mKlaine minérale (type FLUMROC) λ = 0,035 W/mKair ventilation λ = 0,27 W/mK αextérieure = 25 W/m2K αintérieure = 8 W/m2KPrix:type X, Y, Z : Patrick Filipaj, Architektonisches Potential von Dämmbeton, p.30type A / F: GWJ Architekten Bern, Keller AG Z.les autres: Keller AG Ziegeleien

Type AU = 0.20 W/m2K� 160 CHF/m2

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Type HU = 0.36 W/m2K� 550.- CHF/m2

Type GU = 0.38 W/m2K� 500.- CHF/m2

Type YU = 0.22 W/m2K� 450.- CHF/m2

Type XU = 0.29 W/m2K� 520.- CHF/m2

Type EU = 0.20 W/m2K� 255.- CHF/m2

Type DU = 0.23 W/m2K� ?.- CHF/m2

Systèmes hétérogènes massifs

Systèmes hétérogènes dissociés

Mur simple

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Type GC’est une maçonnerie mixte, un système massif qui n’est pas dissocié en couches. Deux briques différentes, l’une apparente, résistante aux intempéries, l’autre isolante sont combinées dans ce mur. Grâce à l’imbrication des deux couches de briques différentes, il est possible de travailler sans joint de dilatation. Il s’agit ici d’un véritable mur en maçonnerie apparente. Malgré son épaisseur, il n’atteint pas le standard Minergie. Il assure par contre un bon climat intérieur (inertie thermique) ainsi qu’une bonne protection contre le bruit. L’appareillage est compliqué, certaines briques doivent être coupées, ce qui explique le prix élevé de ce système. C’est un mur qui tra-vaille avec la porosité des matériaux. En cas de fortes pluies, l’eau peut pénétrer sur une certaine profondeur à l’intérieur du mur. La porosité et la capillarité des briques apparentes sont suffisam-ment élevées pour permettre au mur de sécher vite. Il n’y donc pas de risques d’accumulation d’eau. L’utilisation du clinquer n’est pas possible comme brique apparente, parce que l’eau qui entre à travers les joints ne peut pas être absorbées par les clinquers et va donc s’accumuler à l’intérieur de la façade.

Type HComme le type G, ce système se compose de deux briques différentes. C’est un des deux systèmes qui propose une continuité du matériau de l’extérieur vers l’intérieur. La perception que l’on a de ce système est aussi plus intense, la solidité et la massivité s’exprimant aussi à l’intérieur de la construction, l’épaisseur du mur dépassant les 60 centimètres. Par contre, c’est le système le plus cher. Un des problèmes de ces systèmes composites est le mortier. Pour assurer une bonne étanchéité à l’eau des joints dans la couche des briques apparentes, le maçon ne peut pas utiliser un mortier léger, isolant. Et pour éviter des fissures lors des dilatations, il faut utiliser le même mortier pour l’ensemble du mur. La perte de chaleur à travers les joints de mortier est une des raisons pour laquelle ces systèmes, malgré leur épaisseur, n’atteignent pas le standard Minergie.

Type ICe système propose une architecture monolithique, avec une construction massive homogène en clinquer. L’apparence à l’intérieur est la même qu’à l’extérieur, l’expression dans l’appareillage pouvant être très variée grâce à un système de boutisses et panneresses. L’appareillage qui tra-vaille comme un assemblage rend ce système extrêmement résistant. Du point de vue formel, c’est probablement l’idéal d’un mur en maçonnerie. C’est l’expression de la pureté du matériau qui est recherchée. Ce système ne se prêt par ailleurs pas du tout à la construction de logements, avec une valeur U de plus que 2 W/m2K inadmissible, même si l’on considère les effets positifs de l’inertie thermique.

Type JCe système offre une bonne protection de la façade, sans excès de la matière. Comme dans le type F, la deuxième couche en terre cuite protège la façade efficacement. Il ne s’agit plus de briques mais de plaques fines en terre cuite. L’image du bâtiment correspond au système constructif. Formellement, il s’agit d’un bâtiment enveloppé de panneaux fins en terre cuite, fixés à travers un système de lames métalliques au mur porteur. Il ne s’agit plus d’un appareillage. Le bâtiment perd son caractère monolithique. La terre cuite montre clairement son rôle de revêtement. Par rapport au type F, les coûts sont moins élevés et l’on évite les problèmes résultant de l’accrochage d’éléments lourds à la façade.

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Trois types de construction en béton servent de comparaison :

Type XLe béton est un matériau solide mais peu isolant. Ce type de construction est utilisé dans une architecture qui veut atteindre une apparence monolithique à l’intérieur et à l’extérieur. Deux couches de béton enferment une couche d’isolation. Ce système est excessivement cher à cause des coffrages et ancrages compliqués. Comme pour le double mur en brique, il n’y a que la couche intérieure qui porte les dalles. L’image du bâtiment et la vérité constructive ne correspondent pas. L’enveloppe en béton armé est un véritable gaspillage de matériaux.

Type YL’architecte recherche avec ce système aussi une apparence monolithique à l’extérieur du bâti-ment, qui ne se traduit par contre pas à l’intérieur. La façade extérieure est porteuse. La difficulté de construction se situe dans le raccordement des dalles et murs intérieurs à l’enveloppe porteuse. Des ponts thermiques ponctuels sont inévitables. Du point de vue de la physique du bâtiment, ce type de construction présente de grands risques de condensation sur la face intérieure du béton si l’isolation ou la barrière vapeur ne sont pas parfaitement étanches à la vapeur d’eau. La couche intérieure en brique est uniquement revêtement et garantit une inertie thermique suffisante.

Type ZCes dernières années, quelques constructions en béton isolant ont été réalisées. Ce béton léger avec des ajouts isolants permet de réaliser un mur homogène, fait d’un seul matériau. Il porte, isole, résiste aux intempéries et donne au bâtiment sa matérialité finale. La capacité d’isoler est limitée: avec une épaisseur de 50 cm il obtient une valeur U de 0,60 W/m2K. Le grand avantage de ce système est qu’une fois que le béton est coulé, on peut tout de suite attaquer l’aménagement intérieur. Pas de joint de dilatation, pas de revêtement de la façade. Il y a un seul intervenant sur la façade, l’entreprise qui coule le béton. On évite des incompatibilités de matériaux. La gestion du chantier est facilitée. Ce système est une véritable architecture monolithique.

Analyse comparative

- La plupart des systèmes sont des systèmes massifs hétérogènes qui ne fonctionnent pas comme composite, les différentes couches étant dissociées. Les systèmes de maçonneries mixtes sont des systèmes hétérogènes qui travaillent comme un composite et expriment leur matérialité. Le mur en béton isolant et le mur en clinquer sont les seuls systèmes massifs homogènes qui expriment leur matérialité, ce qui n’est pas le cas pour la brique isolante.

- La brique est un produit industriel, elle est dans une certaine mesure modifiable et on peut ren-forcer ses qualités. Mais le renforcement d’une de ces qualités se fait toujours au détriment d’une autre: plus isolante, elle devient moins résistante à la compression (ceci est aussi valable pour le béton). Les matériaux utilisés ne peuvent pas remplir toutes les exigences (isoler, porter, exprimer la matérialité..). Différentes couches assument donc différentes fonctions. La brique est matériau porteur, matériau isolant ou sert comme revêtement.

- La technique de l’assemblage est limitée : la maçonnerie de boutisses et panneresses n’est guère appliquée; à l’exception des maçonneries mixtes et du mur en clinquer, tous les systèmes sont ma-çonnés de la façon la plus simple (maçonnerie de parpaings). La maçonnerie de boutisses et pan-neresses est possible uniquement si le mur est composé au minimum de deux couches de briques qui peuvent être alternées. Ces systèmes sont statiquement plus performants que l’appareillage

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simple, qui a le désavantage de répartir les charges de manière moins régulière dans le mur, ce qui augmente le risque de fissures et d’endommagement du mur. La mise en œuvre de ce type de construction coûte cher, il est donc peu utilisé.

- On constate que, de toute façon, la majorité des constructions massives atteignent une épaisseur d’environ 50 centimètres ou plus. Par contre, cette épaisseur est généralement le résultat d’une ac-cumulation des couches et non l’expression d’une mise en oeuvre d’un matériau dans sa masse.

- Les doubles murs en béton sont très peu performants en comparaison avec le double mur en brique. Même avec 16 cm d’isolation, le système n’atteint pas le standard Minergie. Ce-ci s’explique par l’application de l’isolation EPS, moins performante que la laine minérale, et le très mauvais valeur Lambda du béton armé.

- On constate que les couches suplémentaires des types ventilés J et F apportent presque aucune amélioration au niveau du valeur U en comparaison avec le type A. En hiver et aux entresaisons ces couches sont même contraproductive (perte importante des gains solaires).

- L’application du clinquer dans le domaine du logement se réduit au Type F.

- Aujourd’hui le Type F est le seul système à un prix acceptable et avec une épaisseur de mur qui avoisine les 50 centimètres, qui permet de travailler avec la brique apparente. Des réalisations im-portantes montrent que les investisseurs et coopératives sont prêts à payer le prix plus élvée pour obtenir des façades « belles » et surtout plus durables, ne nécessitant pas d’entretien7. Les types G et H sont excessivement chers, avec de plus des épaisseurs de murs considérables.

- Pas tous les systèmes massifs atteignent la norme Minergie, mais ce défaut peut être compensé jusqu’à un certain degré par l’inertie thermique. Le bilan énergétique ne peut être réduit unique-ment à la valeur U.

Actuellement, le domaine de la brique se développe dans deux directions. Il y a la tendance de séparer les deux qualités principales de la brique, la beauté et la solidité. D’une part, surtout en Allemagne, on développe des briques plus en plus isolantes, un mouvement qu’on commence à trouver aussi en Suisse. Il s’agit de grandes mono briques planes qui obtiennent des valeurs de conductibilité thermique en dessous de 0,1 W/mK. Des profils de plus en plus compliqués et plus perforés augmentent à l’intérieur de la brique la distance que la chaleur doit parcourir. La combi-naison de la brique avec d’autres matériaux devient courante. Les vides à l’intérieur de la brique sont remplis avec d’autres matériaux comme des isolantes minéraux, tel que Perlite ou verre expansé. D’autre part, la variété des briques apparentes augmente, avec plus de couleurs, plus de textures et de nouveaux formats. Dans le cas de la brique apparente, les développements se font uniquement sur le plan formel, tandis que le développement de la brique non apparente vise quasiment uniquement l’augmentation de sa capacité thermique, à part la brique creuse standard. Cette tendance a un côté absurde, qui fait de la brique soit un matériau isolant en réduisant sa capacité porteuse, soit un matériau de revêtement quelconque. Le développement d’un nouveau type de construction doit donc viser à réunir dans la brique solidité et beauté. Le système du mur doit fonctionner comme composite. Suite à l’analyse des systèmes constructifs, on peut déduire les lignes directrices suivantes : - une épaisseur d’environ 50 centimètres - un prix comparable au type F, entre 300-350 CHF/m2 - une valeur U entre 0,25-0,35 W/m2K

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- beaucoup de ces modes constructives sont appliquées pour des maisons uni ou plurifa miliale. Il faut un système constructif qui permet la construction des bâtiments de 6 étages ou plus pour pouvoir construire avec une certaine densité

Notes

Note 1 : énergie primaire (PEI): béton armé (200mm) : 650 MJ / brique standard (240mm) : 599 MJ selon Hegger AUCH-SCHWELK, Fuchs ROSENKRANZ, Baustoff Atlas, Berlin, Birkhäuser Editionen Detail, 2005, p.161

Note 2 : Christa RAUSCHER, Konjunkturelle, beschäftigungspolitische und soziale Entwicklun-gen in der Schweiz am Beispiel der Ziegelwerke Lauper in Pieterlen von 1945 bis 1995, Pieterlen, Manuskript, 2000, p.54

Note 3: entretien du lundi 13 novembre 06 avec Monsieur Reber, responsable de la production chez Ziegelei Rapperswil Louis Gasser AG, travaille depuis 35 ans dans l’industrie de terre cuite

Note 4: Christa RAUSCHER, op. cit., p.58

Note 5: L’avis sur ce sujet est divisé, certins constructeurs proposent des briques apparentes sans couche de ventilation

Note 6: Selon une étude de Th. Frank la perte des gains solaires, à cause de l’introduction d’une couche de ventilation, est de 20%-30% (pupliée au Schweizer Ingenieur und Architekt N°38, 1991)

Note 7: p.ex. logement collectif au Von-Wil Park, St. Gallen (Baumschlager Eberle) / logement collectif au Careum Areal, Zurich (GWJ Architekten AG) / Kraftwerk 1 à Zurich / logement col-lectif au Falkensteinpark, Bâle (Carabelli Architekten AG) / logement urbain au Werdergarten, Zurich (Fischer Architekten AG)

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Fig. 7

Fig. 8 Transformation du paysage

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Trois reflexions autour de la briqueLe choix d’un matériau n’est jamais innocent. Le point de départ de ce mémoire était le doute sur la situation actuelle, où l’utilisation de la brique est questionnable. Elle flotte entre image lourde et légèreté contemporaine, situation peu satisfaisante du point de vue de la logique constructive, et est d’autre par cachée et isolée comme matériau porteur. La construction massive en brique nous force donc à réfléchir autour quatre points, intrinsèquement liés:

- La signification de son apparence, la brique comme revêtement - La brique (apparente) comme élément évolutif et sa relation à la construction du point de vue de la vérité constructive. - La nature même du mur et la structure primaire formée par la brique

La surface : savoir faire et textile

Savoir faireCouvrir la brique avec un enduit signifie la réduire à sa solidité comme matériau de construction. La brique est solide, elle doit porter. Mais pourquoi ce matériau serait-il utilisé seulement dans ce sens-là ? La brique possède une grande richesse formelle.

« «Le blocage, « la maçonnerie de moellon ou de brique agglutinée par des mortiers et revêtue de stucs », ne serait qu’amas informe, le produit d’un remplissage, de l’ordre du « tas », que n’importe quel primitif peut réaliser. A l’inverse, le mur appareillé, c’est la succession d’opérations sa-vantes, ordonnées, anticipées et l’élaboration intellectuelle y est incomparable »1

La brique apparente dans l’appareillage peut être une simple mise en scène de la construction du mur, du savoir faire et des connaissances techniques. Selon son appareillage, la manière dont les briques sont posées, l’observateur peut deviner s’il s’agit d’un mur porteur ou pas, il comprend le système constructif (fig. 7). La brique évoque toujours la construction, car elle nous fait penser immédiatement à la maçonnerie et au maçon. C’est peut-être le symbole même de la construc-tion. Qu’est-ce qui exprime mieux l’acte de construire que de poser quelques briques l’une sur l’autre? Et c’est la nudité de la maçonnerie qui met en évidence la valeur du travail humain. La brique en soi est un matériau brut, pauvre, et c’est sa mise en œuvre qui lui donne toute sa valeur. Assemblée dans un mur selon un système, selon les règles de l’art, la brique développe toute sa beauté et toute sa richesse.

« Avec des matériaux inertes, sur un programme plus ou moins utilitaire que vous débordez, vous avez établi des rapports qui m’ont ému. C’est l’architecture. »2

La surface de la brique nous parle d’un produit artisanal et d’un produit industriel. Même avec la perfection de sa production actuelle, la brique reste un objet unique, avec ses imperfections et irrégularités propres. Elle garde un côté archaïque, qui nous indique son origine. Carmen Perrin décrit la fabrication des briques dans un village proche de Jõa Pesoa, ville du Nord-Est brésilien qui produit de la brique, où elle séjourne quelques semaines. Elle constate que c’est plus qu’un simple façonnage.

« La brique est un moment du processus de transformation de paysage. Sur toutes les briques, on trouve les empreintes des doigts qui les ont façonnées.»3

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Fig. 9 Four traditionel, première couche en brique enlevée

Fig. 10 Le textile, la brique comme revêtement

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La brique, c’est la transformation de la terre. Enduire la brique, la maçonnerie, c’est effacer son origine, la Terre, et la trace de sa production. Une production qui fait de la brique une construc-tion avant même qu’elle ne devienne matériau de construction. La mise en œuvre pour le séchage, et puis surtout la construction des fours à cuisson nécessitent un savoir faire et une subtilité énormes (fig.9). On peut même dire que l’appareillage de la brique pour la construction de ces fours est beaucoup plus sophistiqué que dans sa mise en œuvre future. Même aujourd’hui, avec une industrie hautement développée, les briques ne sont pas disposées n’importe comment sur le chariot avant de passer au four.

TextileGottfried Semper définit quatre éléments de base de l’architecture : le mur (dans le sens de la paroi fine, la peau qui enveloppe le bâtiment), le foyer, la substructure (socle, fondations) et la toiture (la charpente). Ces quatre éléments correspondent aux activités productives humaines : le tissage, la poterie, la construction en pierre (assemblage et découpage de la pierre = la sté-réotomie) et la construction en bois (la tectonique). L’ambiguïté de la construction en brique se trouve dans cette répartition en quatre éléments fondamentaux, car la maçonnerie appartient à deux types d’activité, la stéréotomie et le tissage. D’un côté, la brique fait partie de la stéréotomie. La stéréotomie est la construction lourde, massive des murs porteurs et des fondations en briques et pierres. Une construction qui travaille donc en compression et qui s’exprime par sa volume et masse.3.1 D’autre part, la mise en œuvre de la brique la rattache au tissage, au textile, à la peau fine et légère. Le textile, le tissu se trouve entre les éléments tectoniques de la construction ou peut-être le revêtement de la masse stéréotomique, en forme de peau. L’allemand possède deux mots bien appropriés, il distingue « Mauer » (mur) et « Wand » (paroi). Mauer est le mur qui porte, le mur massif, stéréotomique. « Wand » est l’élément fin, sans épaisseur, qui définit l’espace, la pa-roi dans un système tectonique. Selon Semper, le mur est avant tout un élément qui par sa surface définit l’espace et peut avoir une symbolique, donc une paroi. Le mur comme élément structurel qui porte les charges est secondaire. Semper base sa théorie sur ses observations de fragments de murs orientaux en brique ornementée exposés au Louvre, où il constate que les briques colorées qui constituent la surface étaient d’abord posées horizontalement sur le sol où on les a peintes ensemble, cuites et seulement après, dans un deuxième temps, appliquées à la maçonnerie. Selon lui l’ornement, cette peau extérieure, n’est donc pas l’expression de la construction du mur, mais l’expression d’une autre technique, le tissage.

Ça veut dire que la maçonnerie peut constituer des surfaces (revêtements) et aussi des systèmes constructifs. La maçonnerie se situe donc toujours entre une application décorative (textile) et une application structurelle (stéréotomie). Fritz Schumacher5 donne une bonne illustration de ceci en distinguant la maçonnerie occidentale de la maçonnerie orientale, en comparant cette dernière à l’art des tapis :

« La différence principale réside dans le fait que contrairement à notre manière de faire struc-turelle, la mise en œuvre décorative de l’ensemble de la surface constitue le point principal et la performance de cette culture islamique de la brique. Ce qui n’est pas étonnant si l’on considère l’imagination déployée par les artistes orientaux dans la fabrication des tapis. »6

L’industrialisation de la production de la brique a amélioré sa qualité. Dans la construction d’un mur massif, il était donc courant d’utiliser pour la couche extérieure des briques industrielles plus coûteuses mais de meilleure qualité. Soit les couches différentes sont liées les unes aux autres dans une logique constructive, le mur stéréotomique exprimant alors son intérieur vers l’extérieur. Soit les deux couches ne sont pas liées, et la construction stéréotomique ne s’exprime plus, elle est cachée derrière une peau, un revêtement. De nouveau, l’allemand possède deux mots qui illus-

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Fig. 11 Reconstruction San Michele, Borgo, 2001

Fig. 12 La brique, un collage

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trent bien ce fait : « Verblendung » signifiant littéralement aveuglement (pour parement) et « Hin-termauerung », un mot qui décrit la construction derrière le parement, la maçonnerie “arrière”.

Lors de la construction de la maison Miniatura7, Frank L. Wright se dit tisseur. Tisser, une nou-velle manière de construire l’architecture, au lieu de sculpter des volumes. La brique peut tisser une continuité entre intérieur et extérieur, entre sol et dalle, entre léger et lourd, entre opacité et transparence. La brique apparente est peut-être le seul matériau capable de faire cela. On peut aus-si le comprendre dans un autre sens: tisser entre ancien et nouveau, tisser comme acte du temps, comme assurer la permanence. La reconstruction de l’ilôt de l’église San Michele à Borgo (Pise) de Massimo Carmassi illustre bien ce fait: prendre ce qui est là, continuer où l’ancien s’est arrêté, réinterpréter l’existant et ajouter du nouveau, de l’imaginaire. On ne se pose plus la question de l’ancien et du nouveau, il s’agit d’une continuité, d’un ensemble en forme de collage (fig.11).

L’architecture d’aujourd’hui avec ses grands volumes et ses enveloppes infinies nous confronte souvent à la question du traitement de la surface. La surface vide, pure, peut être terrorisante. L’architecte ne cesse d’inventer de nouveaux matériaux ayant des textures, des ornements et des couleurs différentes pour structurer ces surfaces immenses. La brique possède une capacité propre pour structurer les plus grandes surfaces, sans tomber dans la monotonie, parce qu’elle est une matière très riche. Elle s’exprime par sa couleur, par la texture de sa surface et la texture créée lors de l’assemblage, c’est-à-dire les jeux entre briques et joints, ce filet qui ressemble à un matériau textile, à un tapis. Les différentes couleurs, formats, modes d’assemblage et traitements de joints offrent beaucoup de possibilités d’expressions différentes.La surface constituée de la brique travaille à différentes échelles. Perçue de loin, c’est une surface abstraite en couleur. Lorsqu’on s’approche, cette surface se dissout et se concrétise en une texture composée de joints et de briques. Finalement, même la plus grande surface est réduite à l’échelle de la brique, qui nous parle de l’échelle de l’homme. La brique est dimensionnée de telle façon que le maçon peut la tenir dans une seule main, en rajoutant avec l’autre le mortier.

Mais la surface de la brique n’est pas seulement perçue visuellement, elle sollicite d’autres sens. En la touchant, nous ne percevons pas une surface lisse, abstraite, mais de la matière brute, solide, contre laquelle on peut se poser. Elle s’oppose et donc nous rassure. Selon le lieu et les conditions, nous percevons différemment ce matériau: la brique chaude lors d’une journée ensoleillée, on sent la brique mouillée lors d’une forte pluie. On s’assoie sur la muraille en brique. Nous connaissons tous la brique, elle est dans notre mémoire, chacun de nous a une relation avec ce matériau. C’est là que la brique apparente trouve toute sa richesse. Elle est elle-même un collage.

Je pense que c’est pour cela que la construction en brique apparente possède toujours une très forte présence. Une construction en brique apparente n’est jamais indifférente (dans le sens du mot allemand « unbeteiligt »).

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La brique : objet d’évolution et structure

De la brique pleine à la brique creuseA la fin du 18ème la construction métallique commençait à devenir plus courante. Au 19ème siècle, avec la redécouverte du ciment (ciment Portland, 1824), un autre matériau était inventé: le béton armé. Mais la maçonnerie, utilisée depuis des millénaires, gardait encore pendant long-temps sa suprématie sur les autres matériaux de construction, encore peu connus et chers. Malgré la révolution dans la production de la brique (production industrielles, invention de meulousses et du four Hoffmann), sa mise en œuvre et son usage sont restées les mêmes. Il y a certes des dif-férences selon les lieux et les cultures, mais les grands principes de la maçonnerie sont restés les mêmes depuis des millénaires. Par contre, la construction métallique et la construction en béton armé évoluaient rapidement. A partir du milieu du 19ème et au début du 20ème siècle, un nouveau type de construction a commencé à concurrencer la maçonnerie, l’ossature en acier et l’ossature en béton armé.

Fig. 14 Bourse d’Amsterdam: le mur stéréotomique

Fig. 13 La brique, objet d’évolution. Détail de l’angle du Centro Nacional de Investigaciones Metalurgicas (Madrid, 1963, A. de la Sota)

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La brique a accompagné ce développement. En fait, sans la brique, la construction aux Etats-Unis des premiers gratte-ciels en squelette d’acier aurait été impossible à l’époque. La brique servait comme remplissage rigide du squelette et possédait par rapport au bois l’avantage d’être résis-tante à long terme et surtout résistante au feu. L’utilisation de la brique dans l’ossature métallique a été rendue possible grâce à l’invention de sa version creuse, par l’Américain George H. Johnson en 1870.8 Le squelette en acier ne pouvant pas supporter les charges des briques pleines. Ce qui nous paraît aujourd’hui normal était jusque là inconnu.

Grâce à cette invention, la brique et la construction en ossature acier ont formé un ensemble constructif qui a marqué les centres des villes américaines, surtout Chicago, la ville du fer. De l’autre côté de l’Atlantique (sens que l’Europe s’est rendu compte), la brique a franchi le pas d’un matériau de construction stéréotomique vers un matériau de remplissage dans une construction d’ossature, construction tectonique (fig.13). Et, sur le plan symbolique, du plein (lourd, maçon-nerie) vers le creux (léger, remplissage). Cette manière d’utiliser la brique correspond à une vé-rité constructive juste. La brique comme matériau de remplissage rigidifiant en symbiose avec l’ossature en acier est un mélange logique entre deux matériaux différents. La maçonnerie perd son caractère stéréotomique, mais elle reste dans une logique constructive en gardant son appar-ence, ses qualités textiles.

Dans son projet pour la Bourse d’Amsterdam, H.P. Berlage reconnaît les différentes qualités des matériaux de construction. Mais au lieu de mélanger brique et acier dans une ossature, il applique la brique dans sa forme pure, dans son plus simple appareil (fig.14). Pour lui la construction en brique est une construction stéréotomique. Les murs massifs et lisses en brique contrastent avec les autres éléments de la construction, notamment les poutres en treillis léger en acier qui forment la charpente du toit. Pour Berlage, la brique garde à côté des nouveaux matériaux sa légitimité dans sa mise on œuvre basique. Les autres matériaux remplacent par contre la brique là où elle est moins performante, la construction des dalles, les grands arcs et les appuis ponctuels.

Repenser la briqueAprès la guerre civile de 1936, l’Espagne était privée de matériaux de construction modernes et a réalisé sa reconstruction avec ce qu’elle avait à disposition, la terre cuite. Après son voyage à travers l’Europe du Nord en 1949 où il s’est rendu compte des nouveaux modes de construction, l’architecte espagnol Miguel Fisac a publié en 1952 un article dans la Revista Nacional de Arqui-tectura. Dans cet article intitulé «Un nuevo ladrillo» (Une nouvelle brique) il écrit :

« …the increasing use of structural steel and concrete frames rendered thick loadbearing walls unnecessary and with that a building method in which the strength–required thickness avoided having to test other functions related to the enclosure, such as thermal insulation or sound-proof-ing. Now it is necessary to rethink brick as a facade material, in such a way that it does not over-burden the loadbearing structure, that it insulates the interior space and that it also prevents the appearance of damp patches » 9

Suite à cet article, Miguel Fisac développe une brique creuse, qui possède une certaine capacité d’isolation thermique et qui est formée de telle façon qu’elle possède une face apparente débor-dante (fig. 17-20). Avec cette brique, Miguel Fisac résout plusieurs problèmes en même temps lors de la construction de l’Instituto de Microbiología Ramón y Cajal à Madrid. La brique creuse a une capacité d’isolation, la façade devient étanche car les faces débordantes empêchent l’eau de pénétrer à l’intérieur du mur à travers les joints de mortier. Dans l’appareillage, cette brique perd complètement sa nature porteuse: elle est posée horizontalement, contre la logique statique

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Repenser la brique

Fig. 15

Fig. 16

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Fig. 17-20 Plan d’étage, détails de la brique brevetée de Miguel Fisac

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Fig. 22

Fig. 21 Maison Calle Doctor Arce, Madrid, 1955Plan d’étage

Fig. 23

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et l’apparence de l’ensemble apparaît comme un revêtement (comme une façade en bardeau) et non plus comme une maçonnerie. Ainsi il souligne la nouvelle structure qui se cache derrière l’enveloppe. C’est l’ossature en béton armé qui porte, la brique fonctionne comme revêtement. Par contre, les murs de contreventement du projet sont de véritables murs porteurs en maçonnerie. La façade lourde, stéréotomique, de la tête du bâtiment et les cages d’escalier, contrastent avec les façades filigranes latérales des ailes et signalent leur fonction différente (fig. 15,16).

« In this way, with varied textures, the facades showed the difference between the structural role of the walls, that are loadbearers, and that of the longer fronts, that are not, and were built with light bricks that I registered in 1952. And this is precisely what it is all about, constructional rea-son should be responsible for the final apperarance of the building, which is where architectural beauty has always come from. »10

Un autre architecte espagnol, Alejandro de la Sota, va reprendre cette brique pour son projet d’une maison individuelle à Madrid en 1955. Le plan montre les mêmes caractéristiques que le plan de l’Institut de microbiologie de Fisac (fig. 21). Une partie en ossature et une partie massive, stéréotomique. Par rapport à Fisac, Sota fait un pas de plus: si les deux textures pour l’Institut de microbiologie se différencient fortement, l’un soulignant l’enveloppe, très textile, l’autre expri-mant de la façon la plus simple la masse stéréotomique, Sota rapproche les deux types de con-struction différents en traitant les deux briques comme du textile (fig. 22,23). Les briques du mur porteur sont posées avec un traitement très subtil de débordement et une accentuation de la façade courbée en variant l’orientation des briques. Sota montre ainsi que ce jeu subtil avec la brique fonctionne pour les deux systèmes constructifs, aussi la brique porteuse pouvant enrichir l’apparence du volume. On va au delà d’une pure expression de la construction. L’architecture doit aussi être sensuelle.

La brique trouve son application dans des types de constructions différents. Ce matériau possède la capacité d’évoluer et de s’adapter. Repenser la brique et inventer la brique creuse a permis d’autres applications dans le domaine de la construction en brique sans perdre la logique con-structive. La brique est devenue matériau de remplissage et matériau de revêtement sans perdre sa subtilité et sa beauté et surtout sans perdre sa raison d’être.

Suite à la crise pétrolière, les pays du Nord ont été confrontés à un développement technique qui met en crise l’utilisation de la brique apparente. L’apparition de l’isolation, cette couche ano-nyme, étouffant la construction, nous force à repenser la brique de nouveau. Soit la brique en tant que matériau apparent ne nous intéresse plus et on la laisse disparaître derrière cette couche, soit on invente une nouvelle brique apparente. Dans l’histoire de la construction en brique, l’isolation marque une rupture: pour la première fois dans son histoire, la brique va être détachée de la con-struction même.

La tour de Hans Kollhoff au Potsdamer Platz à Berlin montre le dilemme de la brique apparente après l’arrivée de l’isolation. Faisant allusion aux premiers gratte-ciels en ossature d’acier et remplissage de brique, cette tour possède une façade en brique apparente. L’architecte Hans Koll-hoff est convaincu que le mode de construction en squelette va s’imposer. Pour lui, l’architecture du revêtement est un fait xy. Un revêtement qui dans ce cas essaye d’imiter l’apparence d’une construction honnête. Mais si dans les gratte-ciels en brique de Chicago, la brique et l’ossature formaient encore un ensemble, une unité de technique et expression, la façade de la tour de Koll-hoff est uniquement une façade décorative, une « Schaufassade », complètement détachée de la construction même, un squelette en béton armé. Même si l’expression tectonique de la façade en brique est subtile, soulignant l’horizontale du socle et la verticale du tour, elle devient une pure

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L’apparition de l’isolation: la rupture

Fig. 24

Fig. 25 Détails de construction: des élé-ments préfabriqués, suspendus et détachés

Fig. 27 Détails de construction: la brique comme plaque

Fig. 26

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mise en scène sans véritable base constructive. Le problème n’est pas uniquement la construction en squelette mais surtout l’isolation qui fait de ce grand effort d’une mise en scène tectonique une absurdité. Ce qui était autrefois un revêtement et un remplissage de l’ossature, une construction à colombage, est ici détaché du système tectonique et suspendu à celui-ci. Art et technique de construction sont incontournablement séparés. L’effort de la mise en scène se réduit finalement à un caractère nostalgique.

Dans son projet pour du logement collectif à Paris (Rue de Meaux Housing, 1988), Renzo Piano, conscient de la problématique, a fait une proposition intéressante. Une proposition radicale, re-fusant une mise en scène de la brique comme celle de la tour de Kollhoff. Cherchant à utiliser ce matériau autant pour ses qualités formelles que comme matériau de construction résistant aux in-tempéries, Renzo Piano transforme la brique en plaque de terre cuite. Des plaques fixées dans un cadre forment ensemble avec d’autres matériaux l’enveloppe du bâtiment. La brique a perdu tout son poids, est devenue matériau léger de l’enveloppe, sans résistance mécanique. Formellement la brique est transformée dans un véritable matériau de revêtement (Verfremdung). Par contre, la radicalité de cette proposition, qui est juste pour la construction en squelette et isolation, est peu satisfaisante au niveau sensuel de l’architecture. Il s’agit finalement d’une application trop sché-matique dans une logique constructive juste.

Brique et structureLa brique ne s’est pas simplement adaptée à de nouvelles structures et problématiques, elle peut aussi former elle-même de nouvelles structures. Les ossatures en béton armé et acier ont changé l’utilisation de la brique. Avec une différence significative. L’ossature en béton armé a fait dis-paraître (dans la plupart des cas) la brique en l’utilisant uniquement comme matériau de remplis-sage bon marché non apparent pour économiser le ciment plus cher, tandis que le mélange entre acier et brique a donné naissance à des possibilités plus intéressantes. Fritz Schumacher consta-tait que le potentiel de la combinaison brique et acier pourrait révolutionner l’utilisation de la brique, en transposant à la brique les principes du béton armé.11 Si dans un premier temps l’acier et la brique ont formé une construction à colombage, l’architecte Hans Poelzig montre avec son projet pour une fabrique de phosphore à Luban (Pologne) en 1911 une possible évolution (fig. 28). La charpente en fer développée pour ce projet est devenue tellement fine qu’elle disparaît dans l’épaisseur de la brique. Avec une structure très dense, ces bandes d’acier forment un filet (fig. 29). Les briques sont posées de façon articulée, rendant lisible le caractère de cette nouvelle structure. Il s’agit d’une maçonnerie armée et non plus d’une construction à colombage. L’acier et la brique forment un mur porteur qui a perdu sa masse. Cette nouvelle structure contraste avec le mur massif traditionnel avec ses contreforts et ses ouvertures en voûte et montre clairement l’évolution de la mise en oeuvre de la brique (fig. 30). Fritz Schumacher précise toutefois que ce mode de faire ne se prête pas à tous les types de construction, en tous cas pas pour l’habitation. Ce-ci à cause de la perte de la masse. Comme solution possible, il propose un deuxième mur en brique pour éviter la propagation de la humidité et du froid vers l’intérieur. Cette structure est presque tombée dans l’oubli.

C’est l’ingénieur uruguayen Eladio Dieste qui repense l’articulation entre la structure et la brique en repensant la brique et la structure. Pour lui, brique et acier formaient une liaison alternative très performante, par rapport au prix du béton, matériau précieux et peu disponible. Il développe une brique en forme de ravioli (fig. 31), qui lui permet de mettre les armatures dans la profondeur de la couche de brique. Ceci allège la structure au maximum, la couverture en mortier peut être minimale. Cette « maçonnerie armée » est pensée dans de nouvelles formes, des formes qui don-

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Fig. 28 Fabrique de phosphore à Luban, Hans Poelzig, 1911

Repenser la structure

Fig. 30 Maçonnerie stéréotomique

Fig. 29 Maçonnerie armée

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Repenser la brique et la structure

Fig. 32 Entrepôt à Montevideo, Eladio Dieste, 1979

Fig. 33 lourde Fig. 34 léger

Fig. 35

Fig. 31 Maçonnerie armée et brique “ravioli”

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Fig. 36 Plan 1er étage

Fig. 37 Construction à colombage

Fig. 38 Maison H. Lange, Krefeld, 1929

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nent à la brique une grande légèreté et stabilité au même temps. La reconstruction d’un ancien entrepôt dans le port de Montevideo, dont la toiture a été détruite lors d’un incendie, est un de ses nombreux projets remarquables (fig. 32-34). Dieste propose de garder les anciens murs et de les couvrir avec de grandes voûtes gaussiennes (Gausscher-Bogen), des voûtes en double courbe, ayant une grande rigidité (fig. 35). Ces formes légères, apportant de la lumière à l’intérieur de la grande halle, et l’ancien mur massif de pourtour sont les plus belles preuves que repenser la brique et sa construction ouvre de nouvelles possibilités et formes architecturales :

« …les formes ne doivent en aucune façon ressembler à celles qui sont réalisées avec d’autres matériaux. La façon dont vous l’avez employé, la manière dont on le voit, doit permettre de recon-naître que c’est un matériau et non un autre que vous avez traité »12

La brique demande une forme précise lors de sa mise en œuvre. Une forme qui se précise par la nature même de la brique et la structure qu’elle forme. Toutes les formes architecturales ne se prêtent pas à la construction en brique. Le mouvement moderne exigeait que l’apparence du bâtiment corresponde à celle du matériau utilisé. Le cas du projet de la maison de Hermann Lange à Krefeld (1927) de Mies Van der Rohe montre que forme architecturale et matériau de construction ne vont pas toujours ensemble. Kenneth Frampton décrit dans son essai « Mies Van der Rohe : Avantgarde und Kontinuität» le décalage entre la forme architecturale du projet et la construction en brique. 13 La volonté de trouver un nouveau plan-type avec des espaces continus qui relient l’intérieur et l’extérieur (même si dans ce projet il ne s’agit pas encore vraiment d’une suite d’espaces), de larges fenêtres panoramiques et l’utilisation d’une construction traditionnelle en maçonnerie sont incompatibles (fig. 36). Les larges fenêtres panoramiques posent de grands problèmes constructifs. Pour pouvoir soutenir la maçonnerie, l’intérieur de la maison ressemble à un squelette en acier, une construction à colombage (fig. 37). Selon Frampton, l’ingénieur de Mies se plaignait dans ses lettres à l’architecte des problèmes techniques de cette construction, surtout de l’usage excessif des linteaux en acier à grande portée. Le mur devenu lisse et pur, l’abstraction du mur, se met lui-même en crise (fig. 38). Comment percer de grandes ouvertures dans ce mur ? Comment le faire tenir debout ? Le mur en maçonnerie homogène n’existe pas. Le mur en maçon-nerie demande des épais contreforts pour la rigidification, il contient des pilastres, demande une certaine épaisseur, des voûtes lourdes. La construction en brique massive est l’expression de la mise en forme de la masse. La brique est exigente.

C’est Louis Kahn qui posait la question juste : « Que veux-tu brique ? »14

Le mur: hétérogénéité et masse

Une réflexion historique: l’opus caementitiumL’art de bâtir des Romains nous impressionne encore aujourd’hui. Les constructions en brique à Rome sont des témoignages impressionnants du savoir construire. L’analyse de ces oeuvres permet de tirer quelques conclusions pour la construction d’un mur en maçonnerie. Pour leurs nombreux édifices et infrastructures, les Romains étaient intéressés à un type de construction durable et efficace dans sa mise on oeuvre. Ils ont continué à développer le système mural des Grecs, l’emplecton (fig. 39). L’emplecton était le principe de base des murs grecs. Ce principe prévoit deux tranches extérieures, faites de grands blocs de pierre taillée, posés à sec. La tranche intérieure se compose de pierres de moindre qualité, non taillées, donc des matériaux tout-venant, quelquefois jointes avec du mortier. Des pierres transversales relient les deux couches extérieures et stabilisent le système. La tranche intérieure sert principalement de remplissage, le mélange entre mortier et moellons étant trop fragile pour porter les charges principales. Les Grecs utili-

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Fig. 39 emplecton

Fig. 41 opus testaceum

Fig. 40 Le petit appareil

Fig. 43 Vases en terre cuite coulées

Fig. 42 Modification de la densité

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saient peu de mortier et s’ils en utilisaient, c’était un mortier à base d’une chaux aérienne peu maîtrisée. Grâce à l’application systématique de mortier et à l’invention de la chaux hydraulique, les Romains ont pu développer le système d’emplecton des Grecs. Ils ont diminué l’épaisseur des tranches extérieures et agrandi la tranche intérieure qui porte maintenant les charges principales, grâce à l’opus caementitium, un mélange de mortier, de moellons et d’autres ajouts, qui fonc-tionne de manière semblable à notre béton (c’est cela que l’opus caementitum est souvent appelé béton romain). Les murs extérieurs servent principalement de coffrage, mais gardent dans cer-tains cas leur fonction porteuse (fig. 40). Mais selon Jean-Pierre Adam « …il convient de tempérer cette définition de l’opus caementitium, noyau porteur inébranlable, en signalant l’existence de nombreux édifices dont les murs possèdent bien la structure tripartite ainsi définie, mais dont le remplissage, loin d’être le support essentiel, mérite bien son nom et n’est constitué que d’un mélange sans tenue… » 15

L’invention et l’application de l’opus caementitium trouve ses raisons dans l’économie de la main d’oeuvre et du matériau. Les deux murs extérieurs doivent être posé péniblement pierre par pierre. Il faut des matériaux de bonne qualité, qui doivent être travaillés pour avoir la bonne forme pour l’appareillage. La tranche intérieure par contre peut être posée grossièrement, voire coulée sur place, un système beaucoup plus efficace que l’appareillage. En plus, les matériaux ajoutés, les moellons et morceaux de briques peuvent être de moindre qualité et ne doivent pas être taillés de manière précise. De ce point de vue la construction romaine est beaucoup plus économique et ef-ficace que celle des Grecs. Ceci est devenu possible grâce à l’application du mortier qui donnait à la tranche intérieure sa solidité. Cette tranche est devenue extrêmement solide surtout quand les Romains ont commencé à utiliser un mortier à base d’un liant de chaux hydraulique (mélange avec la terre de pouzzolane ou avec la farine des tuiles). Ce liant réagit avec l’eau et devient très solide. Les Romains ont ainsi inventé une pierre artificielle qui peut être coulée dans n’importe quelle forme. Grâce à ce matériau, la construction de coupoles et d’infrastructures pour la gestion de l’eau est devenue possible.

Le véritable génie des Romains est qu’ils ont su adapter et modifier ce système selon leurs besoins et possibilités. Les matériaux de parement ont changé selon les matériaux disponibles sur le site de la construction. Les parements en pierre (opus incertum, opus reticulatum) et en brique (opus testaceum (fig. 41)) étaient les plus répandus, aussi de manière mélangée. S’il y avait beaucoup de bois à disposition, celui-ci était utilisé même pour des coffrages éphémères en bois comme pour le béton aujourd’hui. Des murs étaient parementés de briques creuses qui étaient en même temps partie intégrante du système de chauffage (hypocauste). Les Romains ont aussi adapté la tranche intérieure, le béton romain. Le Panthéon, dont la coupole est construite uniquement en béton romain, sans parement en brique, le montre de manière pertinente. Pour pouvoir construire une coupole d’une telle dimension, les Romains ont du adapter la densité du mélange de l’opus cae-mentitium. Des mesures prises à différents endroits du Panthéon montrent que la densité du béton romain diminue avec la hauteur de la construction (fig. 42). Dans le socle de l’édifice se trouve la densité la plus grande, car le béton doit ici porter tout le poids de la coupole. Inversement tout en haut de l’édifice, le béton doit porter peu de poids et doit être le plus léger possible. A travers les ajouts, les Romains ont réglé les densités différentes. Pour alléger les coupoles, ils ont aussi coulé des vases en terre cuite vides à l’intérieur du béton romain (fig 43). On ignore souvent que les Romains ont inventé une version primitive du béton armé: parfois, l’opus caementitium était renforcé avec des bandes en fer.

On constate que les Romains déjà s’étaient rendus compte que l’appareillage du mur nécess-ite beaucoup de temps et de main d’œuvre. La construction romaine sous la forme de l’opus caementitium est dans tous les cas une construction composite, un conglomérat qui fonctionne

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Fig. 44 Monadnock Building, Chicago, 1889 Fig. 45 Plan type, plan du rez

Fig. 46 Tour d’habitation, Bâle, 1950

Fig. 47 Plan des lits

Fig. 48 Plan type

Fig. 49

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comme un ensemble. Les Romains n’ont jamais accordé aucune valeur à la pureté des matériaux. Toutes les constructions étaient adaptées selon des critères techniques ou économiques et selon les matériaux trouvés sur place. Et paradoxalement ces constructions « économiques » sont d’une grande beauté. Le petit appareillage, comme l’appelle Jean Pierre Adam, de ce mur romain nous questionne sur le mur massif homogène en brique. L’architecture monolithique nous fait rêver d’édifices construits entièrement en une matière, mais l’histoire nous montre que c’est peut-être une illusion. La construction romaine nous révèle que le rêve d’une architecture monolithique, construite d’un seul matériau, est constructivement et économiquement peu logique. Le matériau parfait, bon marché qui remplit toutes les nombreuses conditions exigées d’un mur d’aujourd’hui, reste à inventer. Est-ce que le système des Romains ne paraît pas plus juste ? Un système compos-ite où chaque matériau remplit une fonction, mais qui fonctionne comme un ensemble. Il se pose maintenant la question de comment adapter un tel type de mur à nos besoins.

Dans la plupart des cas, le mur en maçonnerie n’est pas un système homogène. Le mur est struc-ture dans son épaisseur, dans sa coupe et aussi dans le plan. Il existe deux types de murs épais complètement inversés, le premier dont les couches extérieures sont uniquement le parement et l’intérieur est structurel et porteur, et le deuxième où les parements sont structurels et l’intérieur est uniquement remplissage. Les fondations sont souvent différentes des parties supérieures, l’épaisseur du mur diminue avec la hauteur. Le plan nous montre d’épais contreforts, des pilastres là ou les charges verticales sont les plus grandes, des angles plus épais que le reste. Le mur est un organisme constitué d’os, de chair et de peau. Et il y a une forte hierarchie des matériaux.

Perte de la masseAutrefois la masse était nécessaire pour garantir la stabilité et la durabilité de la construction. Pour nous, la masse a des connotations positives. Elle suggère sûreté, stabilité, durabilité et pérennité. Cette masse qui prend la charge entière du bâtiment, qui forme les murs stéréotomiques, peut être creusée et formée. C’est ainsi que nous pouvons percevoir et sentir son épaisseur. Nous ap-précions les niches d’un mur épais, le sentiment d’être protégé et de pouvoir se retirer. La masse assure une certaine intimité dans le logement.

Mais le mur stéréotomique en brique est devenu très fin et paradoxalement encore plus résis-tant que les murs d’autrefois. La brique reste aujourd’hui un matériau stéréotomique, mais elle a perdu sa qualité stéréotomique, l’expression de la masse. La brique reste porteuse, mais sans pouvoir montrer cette fonction. Elle n’a plus la capacité d’exprimer la masse en soi, le mur est trop fin pour être creusé et formé. La comparaison entre le Monadnock Building à Chicago et un ensemble de tours d’habitation à Entenweid (Bâle) montre bien cette évolution.

En 1889, le Monadnock Building, qui venait d’être terminé, était la plus haute construction mod-erne en brique massive et comptait 16 étages (fig. 44). L’architecte John W. Root avait dans un premier temps conçu ce gratte-ciel comme une structure en ossature d’acier, donc selon les récen-tes règles et méthodes de construction pour ce genre de bâtiment à Chicago. Le client par contre se montrait méfiant envers cette ossature métallique, il doutait de la durabilité d’une telle struc-ture. Le bâtiment a donc été construit entièrement avec des murs en brique massive, en gardant à l’intérieur du corridor une ossature métallique pour la rigidification de la structure. Les murs du rez-de-chaussée ont une épaisseur de presque deux mètres pour pouvoir porter l’ensemble du bâtiment (fig. 45). Un demi siècle plus tard, on construit en Suisse des tours d’habitation de 15 étages avec des épaisseurs de murs de 40 centimètres et moins, sans renforcement et sans noyaux en béton armé comme par exemple les tours d’habitation à Bâle (fig. 46-49). L’industrie de la terre cuite en Suisse avait fait avec l’EMPA des essais avec différents éléments en brique pour tester la capacité de résistance. Suite à ces essais, le règlement de construction était adapté et permet-

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Fig. 51 Logement collectif: une ossature en béton armé

Fig. 50 Logement collectif, Cisanello (Pise), 1988

Fig. 52 Détail

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tait la construction de tours d’habitation de grande hauteur avec des murs fins en brique (fig. 47). Ainsi l’industrie de terre cuite pouvait concurrencer l’industrie de béton pour ce genre de con-struction. Klaus Göbel, ingénieur civil, essaime des règlements de construction particulièrement avancés pour la Suisse, qui permettent des constructions de 18 étages avec des murs de 15 cm sur toute la hauteur du bâtiment.16 Cela nécessite par contre l’introduction d’une couche d’isolation, l’épaisseur étant devenue trop fine pour isoler, tandis les premières constructions possédaient encore une capacité d’isolation suffisante.

La masse artificielleLe projet d’habitation de Massimo Carmassi, à Cisanello près de Pise (1988), montre le dilemme entre une nouvelle structure qui engendre une perte de masse et la volonté de construire massive-ment (fig. 50). Pour le logement, on considère que la masse, la profondeur de la construction est quelque chose de positif, mais souvent on construit sans profondeur, sans masse. Des « fausses » constructions superficielles nous redonnent cette illusion de la masse, une masse artificielle. Le projet de Carmassi est une solution assez subtile, bien plus qu’une simple enveloppe imitant une construction massive, monolithique.

Une structure primaire rationnelle, une ossature en béton armé avec des dalles en hourdis portent l’ensemble du bâtiment (fig. 51). Pour l’habitation, cette ossature paraît peu appropriée, trop ouverte, et n’offre pas un sentiment de sécurité, des niches protégées. Il apparaît aussi que la construction est assez fragile, même si elle tient, mais pour satisfaire au sentiment de sécurité, cela paraît insuffisant dans nos yeux. Au lieu de remplir simplement l’ossature, ce qui serait la première réaction logique, Carmassi trouve une solution plus élégante. Il enveloppe l’ossature avec des briques et forme ainsi une arcade romaine (fig. 52). Il rajoute à la construction sa pro-fondeur, sa masse et met ainsi les fenêtres en retrait. Il donne à la construction une apparence qui pour l’œil est plus juste, plus stable que la brute et fine ossature en béton.

Fig. 53 Ecole HBS, détail con-structif de la maçonnerie mixte

Le retour de la masseLa brique isolante et les maçonneries mixtes, comme par ex-emple pour l’école HBS à Wettingen (Burkard, Meyer, 1997), redonnent de l’épaisseur aux murs (fig. 53). Mais ces murs épais ont un autre caractère. Les ancien murs étaient épais pour pouvoir porter les charges, ces nouveaux murs sont de-venus épais à cause d’un autre facteur : l’isolation. Si dans les murs de l’époque baroque, on a pu creuser des espaces entiers dans l’épaisseur des murs, ce nouveau mur est un mur épais qu’on ne peut pas creuser et former, car l’épaisseur de l’isolation doit rester constante pour exercer son effet.

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Fig. 54 Appareillage “Stodieck” Fig. 55 Appareillage flamand ouvert, armé

Fig. 56 Maçonnerie précontrainte (diaphragm wall)

Fig. 57 Fondation

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La dissociation du mur en couches : le développement du mur creuxLa brique a toujours été un matériau qui travaille dans un système composite (mur classique, opus caementitium). L’industrialisation de la production de la brique en fait un matériau très bon marché et bien avancé structurellement. La brique remplace les autres matériaux de construction, tel que la pierre. On commence à construire des murs entièrement en brique, avec des briques de la haute qualité en surface et aux angles, de moindre qualité à l’intérieur du mur. Le mur creux se développe à partir de ce système mural assez homogène, pour deux raisons différentes. Ce mur creux est une construction prometteuse pour le développement des nouveaux systèmes muraux composites, offrant des possibilités d’évolution, mais en même temps, il signifie le début de la fin du système composite du mur.

Une des raisons qui a permis au mur creux de se développer est économique. Il s’agit de trouver de nouveaux appareillages pour économiser le plus possible de briques, comme par exemple après la guerre en Allemagne, où le manque de charbon renchérit le coût de production de la brique. Les constructeurs ont constaté qu’avec ces nouveaux appareillages, le mur garde une stabilité largement suffisante, avec un grand potentiel d’économie. On est même allé jusqu’à poser les briques sur les côtés et pas sur l’assise (fig. 54). Ce type d’appareillage était surtout utilisé pour la construction de maisons ouvrières. En analysant le développement de ces murs, Fritz Schumacher voit dans ce système nombreuses possibilités, et réfléchit à la façon de remplir les vides, avec d’autres matériaux isolants comme des scories ou poussier de mottes17. Schumacher va même plus loin, en constatant que le principe du mur creux pourrait s’appliquer à la brique elle-même. En créant des espaces vides à l’intérieur de la brique, on économiserait de la matière première, ce qui permettrait une cuisson plus régulière, plus économe en charbon et aussi une résistance plus élevée à cause de la cuisson régulière. Les espaces creux pourraient fonctionner comme isola-tion et avec son poids réduit, la brique pourrait être transportée plus facilement. Ce poids réduit permettrait aussi de faire de briques plus grandes, augmentant la rapidité de l’exécution. Le mur devient brique et la brique devient mur. Ces nouveaux appareillages formant des murs creux sont aussi la base du développement de la maçonnerie armée et de la maçonnerie précontrainte, deux systèmes statiquement assez performants, mais finalement peu utilisés (fig. 55, 56).

Ce développement prometteur du mur creux qui combinait la brique avec d’autres matériaux pour former un composite, était dépassé par un autre développement qui a finalement fait oublier complètement ce type de construction. La construction massive en brique posait un problème fondamental aux constructeurs qui n’avaient pas à disposition des pierres pour les fondations ou qui pour des raisons économiques ne pouvaient pas utiliser la pierre: l’humidité du sol (fig. 57). Le concept de base d’un mur en brique prévoit l’absorption d’un certain taux d’humidité lors de fortes pluies. La capillarité des matériaux permet de redonner cette humidité à l’environnement dans les périodes de beau temps; le mur peut sécher rapidement, et en général il n’y pas de ris-que d’accumulation d’eau dans la construction. Par contre, l’humidité provenant du sol pose un problème, car c’est une humidité constante. Le mur n’arrive plus à sécher, il reste humide. Les fondations de la plupart des constructions étaient posées directement dans le sol, le bitume et d’autres matériaux qui auraient pu servir d’étanchéité étant alors inconnus. L’humidité du sol se propageait dans l’ensemble du mur, causant une atmosphère désagréable et insalubre à l’intérieur du bâtiment. Les figures 58, 59 montrent des systèmes usuels pour diminuer l’humidité dérivant du sol. Le premier propose un mur de soutènement pour libérer le mur principal du contact direct avec le sol. Ce système est caractéristique de nombreuses rues de villes en brique comme Londres ou Amsterdam, avec les sous-sols des maisons dégagés de la rue et des rez-de-chaussées surélevés. L’autre système est plus compact, et anticipe le système du mur creux. Un joint de ventilation dans le socle permet de réduire la propagation de l’humidité dérivant du sol. Ce n’est que à la

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Fig. 58 Fig. 59

Fig. 60 Mur creux, ventilé horizontal ou vertical (appareillage en ratière)

Fig. 61 Mur creux, clinquer comme freine de l’humidité

Fig. 62 Double mur, ancrage Fig. 63 Double mur

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fin du 19ème siècle que l’utilisation du bitume pour protéger la brique de l’humidité est devenue courante.18

Mais cette idée de séparer le mur du sol et de son humidité à l’aide d’un deuxième mur dans le socle s’est ensuite transmise à l’ensemble du mur, dans le but de protéger le plus possible les bâtiments des intempéries. Les avis sur ce type de construction étaient partagés, les uns le con-sidérant comme une construction pour les pauvres (économiser des briques), les autres ont vite compris que ce type de construction a de nombreuses avantages non seulement pour protéger le mur des intempéries mais également du point du vue de l’isolation du bâtiment et de l’économie de briques. Le fait que ce soit un espace creux qui isole l’ensemble du bâtiment a causé de vifs dé-bats sur la ventilation de ces espaces creux, étant donné qu’une forte ventilation engendrerait une diminution considérable de l’effet d’isolation. On a pensé chauffer ces murs à travers les espaces creux, comme les Romains l’avaient fait avec l’hypocaustum. Mais ce mur creux a vite évolué vers le double mur. Au commencement, l’espace creux était créé à travers de nouveaux modes d’appareillage (fig. 60), mais on a bientôt remplacé les briques normales avec des briques haute-céramique (fig. 61), sans porosité pour éviter des ponts de transmission d’humidité. Mais les deux murs étaient toujours lies intrinsèquement avec des briques traversantes pour assurer la stabilité. Ce n’est qu’au début du 20ème siècle, donc assez tard, qu’on a commencé à utiliser systématique-ment des briques en plastique ou des ancrages en métal pour lier les deux murs comme on le fait aujourd’hui (fig. 62). Le mur est devenu un double mur qui travaille en couches séparées, avec tous les problèmes liés à ce type de construction. Le mur reste un système hétérogène, mais il ne s’agit plus d’un composite (fig. 63).

Ce type de construction n’est pas utilisé partout. Dans les pays situés au bord de la mer du Nord et de la mer Baltique, ce système était courant, tandis que l’Europe centrale et méditerranéenne a toujours ignoré le mur creux. C’est uniquement après la Deuxième guerre mondiale que ce système s’est propagé de manière plus générale à l’ensemble de l’Europe. Ceci surtout parce que le béton armé et l’ossature en fer ont remplacé la brique dans les grandes constructions. La brique était le matériau de construction pour le logement (donc des petites constructions), où les problèmes constructifs du double mur étaient moins gênants que pour des grandes constructions. Dès la crise pétrolière des années 70, on a commencé à remplir systématiquement le vide entre les deux murs avec une couche d’isolation.

Synthèse

L’évolution de la brique et de sa mise en oeuvre doit toujours considérer l’évolution du matériau lui-même, donc sa forme, mais aussi l’évolution du contexte, le système primaire dans lequel il est mis en oeuvre. La brique s’exprime par sa masse et par sa surface. Aujourd’hui on peut dire que l’isolation lui a pris sa surface, et l’ossature et l’augementation de sa capacité statique, sa masse. La brique apparente est devenue matériau de l’enveloppe.

Les analyses de Gottfried Semper, qui reconnaît à la maçonnerie une dualité entre textile et con-struction lourde, pourraient toujours servir comme argument facile pour justifier une façade en double mur de brique apparente, la brique comme revêtement. Mais, fondamentalement, le carac-tère textile d’une maçonnerie n’est rien d’autre qu’un ennoblissement de la surface du corps mas-sif, du mur même. Le revêtement détaché est une enveloppe, c’est une toute autre histoire ! Il est possible de réduire cette discussion sur l’enveloppe et le revêtement à la question de l’imitation du lourd, et on peut se demander si c’est justifiable ou non. D’un côté, je pense que ça reste une question idéologique. On peut imiter le lourd en brique, mais en refusant volontairement (ou par

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Fig. 64 Extension de l’école Levi-Strauss, Berlin-Köpenicke , 2000

Fig. 65 Détail du mur massif Fig. 66 Mur classique, une logique des matériaux

Fig. 67 La brique sur le bois

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ignorance) tout discours sur la composition et l’évolution du mur, donc sur l’héritage de cet élé-ment architectural et les possibilités qu’il nous offre. De l’autre côté, il y a un aspect qui à mon avis ne peut plus être négligé, celui du développement durable. Longtemps réduit à la question de la transmission de la chaleur à travers l’enveloppe (standard Minergie), le développement durable va plus loin. Un de ses aspects fondamentaux est la pérennité, la durée de vie des dif-férents éléments de construction. Lors de la construction d’une salle de gymnastique pour l’école Levi-Strauss à Berlin-Köpenicke (2000), la pérennité est l’argument principal mis en avant par l’architecte Christoph Mäckler pour construire en maçonnerie massive (fig. 64, 65). Il souligne la pérennité des autres bâtiments en brique existants de l’école, qui datent du milieu du 19ème et qui sont dans un état impeccable.

« Allein schon die Beständigkeit der bestehenden Bauten aus dem 19. Jahrhundert verpflichtete hier zu einem alterunsfähigen Neubau, der, ebenso wie die Altbauten heute, auch in hundert Jahren noch sanierungsfähig ist und die Möglichkeit bietet, in Zukunft an neue Nutzungen an-gepasst zu werden. […] Alterungsfähigkeit bedeutet in diesem Sinne, eine eigene Tradition ent-wickeln zu können und den Benutzern auf Dauer die notwendige Identifikation mit dem Ort zu gewähren. »19

La nouvelle documentation de la SIA « Effiezienzpfad für Energie », une recommandation pour la minimisation de la consommation d’énergie dans le domaine de la construction, demande de privilégier l’utilisation de matériaux ayant une grande résistance, une longue durée de vie et un coût d’entretien minimal. Elle demande aussi une séparation nette entre système primaire et sec-ondaire. Dans le cas du concours de logements au Sihlbogen à Zurich (2006), cet « Effizienzpfad für Energie » a été pour la première fois utilisé comme critère important pour la sélection des pro-jets. Tous les projets proposant une couche d’isolation en façade étaient éliminés au premier tour. On s’est rendu compte que la mise en œuvre d’un système massif avec l’isolation à l’extérieur est énergétiquement positive, mais qu’elle pose des problèmes au niveau de la durabilité de cette couche extérieure. Refaire la façade tous les 20-25 ans coûte cher. Et la question du recyclage des couches d’isolation n’est pas du tout résolue non plus.

Le projet retenu propose une troisième couche d’éléments préfabriqués en béton. C’est un choix illogique, car il intègre entre deux systèmes massifs et durables (les éléments en béton et le mur porteur en brique) une couche d’isolation qui ne possède pas les mêmes qualités (durée de vie). Selon Jacques Ballenegger, physicien du bâtiment, beaucoup de couches d’isolation à l’intérieure des murs sont dans un mauvais état. En cas de dégâts et de rénovation, ces systèmes sont presque irréparables ou seulement au prix d’un grand effort (destruction de l’enveloppe). L’isolation a décomposé la structure primaire murale en une structure primaire porteuse et une structure secon-daire, l’isolation et le placage. La façade est l’élément le plus exposé, elle devrait être l’élément le plus durable, et donc faire partie de la structure primaire, sans dissociation en couches secon-daires. Un mur massif en brique apparente - un des matériaux les plus résistants à long terme, sa résistance à l’eau et aux polluants de l’air est prouvée - serait une solution possible. Une telle façade répond aux critères du développement durable, les coûts d’entretien sont minimaux (ou nuls) et il n’y pas de chantier important pour refaire les façades.

Si autrefois le mur était soumis à des règles très strictes, selon lesquelles on pose la brique sur le pierre et le bois sur la brique, donc des règles éloignées d’une pure formalité mais dérivant d’une logique constructive, il serait juste d’essayer d’appliquer ces règles, cette logique constructive, aussi pour notre système de mur (fig. 66). Comment peut-on proposer par exemple des panneaux en brique suspendus à une construction en bois ? C’est inverser complètement la logique du sys-tème primaire et secondaire (fig. 67).

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La brique a toujours cherché le lien avec d’autres matériaux de construction. Jusqu’à l’arrivée de l’isolation, la maçonnerie était normalement un système hétérogène composite, rarement un système purement homogène. L’opus testaceum des Romains montre que cette hétérogénéité peut enrichir la construction. Que signifie alors construction massive ? Construction massive ne sig-nifie pas que la construction est faite d’un seul et même matériau, ni que ce matériau est lourd (maison de paille), mais qu’il y a une mode de construction hétérogène qui fonctionne comme un composite. Le mur comme nous le connaissons aujourd’hui est un mur massif hétérogène, mais qui ne travaille plus comme un composite. L’isolation fait que chaque couche travaille pour elle-même.

Fondamentalement, il existe deux manières d’envisager un nouveau type de construction en brique (ou un mélange des deux). Soit on repense la brique en tant que produit industriel dans sa forme et ses qualités spécifiques, soit on repense le type de système de la structure primaire, dans ce cas le mur, la maçonnerie. On a la tendance aujourd’hui de vouloir résoudre le plus de prob-lèmes possibles au niveau de la brique même, et on oublie le système « mur », masse hétérogène, composite, creuse, formable… Les promoteurs allemands de maisons préfabriquées montrent qu’aujourd’hui on peut repenser le mur, un mur qui n’est plus composé de différentes couches dissociées. Avec la volonté de pouvoir offrir des modes de construction simples, efficaces et bon marché, Poroton et Liapor offrent des matériaux de construction qui rendent possible la construc-tion entière de la maison avec un seul matériau (béton cellulaire) ou avec un matériau composite (béton léger combiné avec un béton isolant).

Cette structure primaire recherchée n’est pas un squelette, ça doit être une structure sans envel-oppe, une structure en brique où le mur redevient structure primaire. Sous la forme de plaques porteuses en briques, une construction en plaques et dalles. Et c’est une structure qui rend inutile la couche d’isolation étouffant la construction. Il s’agit d’une structure primaire isolante.

Notes

Note 1 : Viollet-Le-Duc, cité dans Alain GUIHEUX, L’ordre de la brique, Bruxelles-Liège, Pierre Mardaga, inconnu, p.28

Note 2 : Le Corbusier, cité dans, ibid., p.39

Note 3 : Carmen PERRIN, Contextes, Gollion, Infolio éditions, 2004, p.90

Note 3.1: Inspiré de Semper, Kenneth Frampton distingue deux méthodes fondamentales de construction :

« Nach dieser Taxonomie unterscheidet er (Semper) zwischen zwei grundsätzlichen Prozessen : die Tektonik des Rah-mens, in welchem leichte, lineare Komponenten zusammengefügt werden, um eine Raum-Matrix einzuschliessen, und die Stereotomie des Fundaments, in welchem Masse und Volumen durch die Anhäufung schwerer Elemente zusammen geformt werden. Dass letzteres mit dem Tragmauerwek –sei es aus Stein oder Ziegeln- verbunden ist, geht aus der griechischen Etymologie des Wortes Stereotomie hervor, das sich aus stereos, hart und tome, Schnitt, zusammensetzt. » Kenneth FRAMPTON, Grundlagen der Architektur. Studien zur Kultur des Tektonischen, John M. CAVA (Hrsg.), München-Stuttgart, Oktagon Verlag, 1993, p.8

Note 5 : Franz Schumacher était directeur de la constrution à Hamburg (à partir de 1909). Suite à une incendie, Ham-burg se transforme sous sa direction dans une ville de brique. Il est l’auteur de nombreux livres sur la brique.

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Note 6 : « Der Hauptunterschied liegt darin, dass im Gegensatz zu unserer struktiven Gestaltungsweise die flächen-schmückende Gestaltung den Angelpunkt und die Glanzleistung dieser islamischen Backsteinkultur darstellt. Das ist Angesichts der Teppich-Phantasie der morgenländischen Künstlern keine Überraschung. »Fritz SCHUMACHER, Das Wesen des neuzeitlichen Backsteinbaues, München, Verlag von Georg D. W. Callwey, 1985, p.116, traduit par l’auteur

Note 7 : Il s’agit d’une construction en bloc de béton, pas en brique.

Note8 : « L’utilisation conjointe de l’acier et de la brique fut rendue possible avant tout par l’invention de la brique creuse par Georg H. Johnson au début des années 70 (du 19ème, remarque de l’auteur). » Klaus GÖBEL, Konrad GATZ, Constructions en brique : Maisons d’habitation, résidences, églises et bâtiments divers, trad. de l’allemand par Jean-Paul Villard, Paris, Editions Eyrolles, 1971, p. 13

Note9 : Miguel Fisac cité dans : Marta García CARBONERO, « Una utopía cerámica: el ladrillo repensado », AV Monografias, n°101, mai-juin 2003, p.22-23

Note 10 : Miguel Fisac cité dans : auteur inconnu, « Instituto de Microbiología Ramón y Cajal », AV Monografias, n°101, mai-juin 2003, p.24-25

Note 11 : « …es ist der Eisenbeton-Gedanke, angewandt auf das Backstein-Material, an Stelle des Beton-Materials. » Fritz SCHUMACHER, op.cit., p.137

Note 12 : Louis Kahn, cité dans Alain GUIHEUX, op. cit., p. 193

Note 13 : « Gleichzeitig sind im Konstruktionsprinzip aller drei Objekte manche Inkonsequenzen zu verzeichnen, den die Stahlstütze, die die horizontalen Öffnungen überspannen, treten nie in Erscheinung...»Kenneth FRAMPTON, Grundlagen der Architektur. Studien zur Kultur des Tektonischen, John M. CAVA (Hrsg.), München-Stuttgart, Oktagon Verlag, 1993, p.186

Note 14 : Louis Kahn cité dans John LOBELL, Between silence and light, Colorado, Shambala Publications, 1973, p.40

Note 15 : Jean-Pierre ADAM, La construction romaine. Matériaux et techniques, Paris, Edition A. et J. Picard, 2005 (quatrième édition)

Note : 16 « ...les grattes-ciel de maçonnerie de brique (comme en Suisse par exemple où les règles de construction sont particulièrement en avance) prouve ces progrès techniques. [...]...les immeubles suisses de 16 étages, l’épaisseur requise des murs n’est que de 15 cm sur toute la hauteur...» Klaus GÖBEL, Konrad GATZ, op. cit., p. 25

Note 17 : «Man muss also der Gefahr einer solchen leicht eintretenden Zirkulation durch Einfüllen von Zwischen-schichten vorbeugen, oder aber durch Ausfüllen des Hohlraums mit schlechtleitenden Stoffen, wie Schlacke oder trock-enem Torfmull, unmöglich machen.»Fritz SCHUMACHER, op.cit., p.145

Note 18 : « However, it was not really until the introduction of the Building Act of 1895 that the basements of modest houses began to be regularly provided with dampf-proofing.»Gerard LYNCH, Brickwork. History, technology and practice, vol. 1 & 2, London, Donhead, 1994, p.41

Note 19, Christoph MÄCKLER, « Ein Plädoyer für das Vollmauerwerk », Baumeister, N°10, München, Verlag von Georg D. W. Callwey, 2003, p.30

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La brique parfaite

L’emplecton

L’opus caementitium

La brique comme coffrage (Rafael Moneo)

Fig. 68 Développement du prototype

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L’esquisse d’un prototype

Le prototype

Cette recherche d’un nouveau système constructif est menée avec le but de réunir dans un type de construction venustas et firmitas, beauté et solidité. La brique est apparente et porteur du sys-tème constructif. A la base de notre réflexion, il y avait la volonté de chercher un mur homogène, massif en maçonnerie apparente. Suite à l’analyse faite, on constate que ceci est impossible pour le logement urbain en Suisse et que ce n’est probablement pas non plus logique dans le sens con-structif. La maçonnerie mixte développée ces dernières années, utilisée en Suisse pour des mai-sons plurifamiliales et des écoles, semble être un système qui fonctionne assez bien, le prix de ce type de maçonnerie est par contre astronomique, peu raisonable pour la construction du logement collectif. Bâtir un mur avec une maçonnerie massive en brique paraît alors très ambitieux voire impossible avec les contraintes données (climat suisse, logement, coût pas trop élevé).

L’idéal pour une maçonnerie en brique massive et apparente serait de développer une brique poreuse à l’intérieur, non poreuse à l’extérieur mais au contraire très dense (fig. 68). A cause de sa densité aux extrémités, une telle brique pourrait porter les charges de l’édifice à l’extérieur et se-rait résistante aux intempéries. A l’intérieur par contre, la porosité du matériau permettrait d’isoler le bâtiment grâce à une faible conductibilité thermique. Le savoir technique actuel ne permet pas de produire une telle brique, car la porosité dépend du mélange de base et de la température de cuisson. Techniquement, il est impossible de produire une brique avec des mélanges de bases dif-férentes et surtout de les brûler à des températures différentes. Et même si on y arrivait, il faudrait encore inventer le mortier parfait pour compléter ce système.

L’idée à dégager est donc la suivante: s’il est impossible de développer un matériau de construc-tion qui remplit toutes les exigences, il faut recourir à des systèmes constructifs composites. Ceux-ci devraient être formés du moins de matériaux différents possible, qui ne travaillent pas séparément mais qui s’enrichissent et ont certaines caractéristiques de base identiques.

Comme on l’a vu dans le chapitre sur l’opus caementitium, le mur était toujours un composite, un mélange adapté pour remplir des exigences différentes. Les Romains ont adapté l’emplecton, le système mural des Grecs, selon leurs besoins et l’ont rendu plus économique. La brique sert principalement comme coffrage, mais elle prend aussi une fonction de porteur, quelquefois im-portante. La matière entre les deux couches de briques, le béton romain, prend les charges prin-cipales (fig. 68).

Lors de la construction du Musée romain à Mérida (Espagne, 1985), Rafael Moneo a réinterprété ce système en réduisant la brique (dans ce cas la brique très fine catalane) à un élément de cof-frage. Ces éléments, des tubes en brique, sont juste assez stables pour pouvoir résister à la pres-sion du béton coulé, mais ils n’arrivent pas à porter l’ensemble de la construction (fig. 68). C’est le rôle du béton de dévier les charges. On retrouve ce principe dans plusieurs constructions des architects italiens Massimo et Gabriela Carmassi. Dans ces oeuvres là, le béton est encore ren-forcé avec une armature (fig. 69).

Le système qu’on recherche ici doit aller plus loin: en plus de porter et d’avoir une surface en brique apparente, le mur recherché doit être isolant. Le matériau à l’intérieur doit aussi isoler au lieu d’uniquement porter.

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La brique comme cof-frage (Massimo Car-massi)

Une tube avec béton “isolante”

Le prototype

Fig. 69 Développement du prototype, suite

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Ces dernières années, en Suisse, plusieurs bâtiments en béton isolant ont été construits. Une pre-mière idée était donc de remplir les tubes en brique avec ce béton isolant (fig. 69). Une estima-tion approximative montre qu’on obtiendrait des épaisseurs de murs autour de 80 centimètres en restant en dessus d’un valeur U de 0,45 W/m2K. Pourquoi ? Le béton isolant utilisé pour ces con-structions doit remplir trop de fonctions: isoler et porter en même temps. Ce béton reste un com-promis entre un béton ultra léger et donc très isolant mais faible statiquement ou un béton dense non isolant, mais statiquement performant. Cela signifie que si l’on réduit la capacité statique du béton, on devrait pouvoir améliorer ses performances thermiques. La brique doit reprendre toutes les charges du bâtiment, le béton isolant est libéré de toute fonction porteuse. Il y a donc le poten-tiel de continuer à adapter le système.

L’idée principale est donc de travailler avec des tubes ou plaques de coffrage en brique appar-ente. Le rôle de ces tubes ou plaques est de prendre les charges principales du bâtiment et de servir comme coffrage pour le matériau à l’intérieur et le protéger des intempéries. L’intérieur est rempli avec un autre matériau minérale (béton isolant) qui fonctionne comme isolation. La brique montre ses qualités intrinsèques: beauté, résistance aux intempéries, résistance aux forces de compression. Il forme la peau extérieure du mur composite et protège l’intérieur. L’ensemble doit continuer à fonctionner comme un matériau composite.

La brique isolante, un matériau compositeLa brique isolante remplie avec des isolants minéraux montre bien les enjeux d’une construction massive. D’une part, il y a la volonté de construire des murs monolithiques, avec un seul maté-riau. Exprimer la masse et les matériaux, faciliter la construction (les détails, les raccordements), éviter les incompatibilités entre les différents matériaux à cause de leur comportement physique et chimique, assurer la rapidité de l’exécution et simplifier la gestion du chantier sont les arguments pour ce type de construction. D’autre part, les contraintes climatiques du logement imposent des conditions très précises, qui ne sont généralement pas remplies par un seul matériau. Pour revenir à la brique isolante remplie avec d’autres matériaux isolants, on peut relever l’ambiguïté de ce développement. Dans un premier temps, les chercheurs ont développé une brique isolante pour satisfaire la demande d’un matériau qui permet la construction monolithique d’un mur. Pour obtenir un meilleur coefficient d’isolation, la porosité et la perforation du maté-riau ont été augmentées. Ceci cause logiquement une perte des capacités statiques de la brique. Suite à de nouvelles exigences pour la valeur U (avec la propagation du standard de la maison passive en Allemagne et de Minergie P en Suisse), les chercheurs ont essayé de réduire encore la conductibilité thermique du matériau. Comme il était impossible d’augmenter encore la perfora-tion ou la porosité de la brique sans perdre la capacité statique de la brique, on a eu l’idée recourir à d’autres matériaux isolants pour remplir les espaces perforés. Il faut retenir deux choses: on a diminué la qualité d’un matériau pour obtenir une autre qualité; celle-ci ne suffisant plus, on a rajouté un autre matériau, mais sans redonner au premier matériau ses qualités intrinsèques. Mais pour obtenir des matériaux composites performants, il faudrait que chaque matériau remplisse ses qualités intrinsèques. C’est le sens même d’un composite.

Le développement de cette brique montre par contre un aspect très positif pour un matériau com-posite: à la base, les deux matériaux sont identiques, il s’agit de matériaux minéraux, ils se relient l’un à l’autre, tous deux sont ouverts à la diffusion de la vapeur d’eau, les deux sont solides et résistants à longue terme, résistants au feu etc. Dans ce sens, ils travaillent donc quand même ensemble, ils ne s’opposent pas. Notre matériau composite recherché doit avoir ces mêmes quali-tés.

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Type K : U = 0.48 W/m2K

Fig. 70 Mur creux contre armature

Type L : U = 0.34 W/m2K

Type M : U = 0.30 W/m2K

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Mur creux contre armatureCes plaques et tubes peuvent être composés de différentes manières pour assurer un lien (fig. 70). Une possibilité est de lier le système avec des briques traversantes, comme pour le mur creux (type K). Dans ce cas, le remplissage (verre ou argile expansée, voir chapitre “choix des maté-riaux”) peut être non lié et est libéré de toute fonction statique. Ceci présente l’avantage que le remplissage non lié, qui possède des valeurs de conductibilité plus faible que le remplissage lié, peut être appliqué. Par contre les briques traversantes constituent des ponts de froid et aussi des ponts d’humidité. La valeur U du mur reste élevée malgré la bonne conductibilité thermique du matériau de remplissage en dessus de 0,45 W/m2K. Si on tente aujourd’hui de concentrer toutes les qualités du mur dans une seule brique, on pourrait aussi inverser cette idée et construire le mur comme une brique isolante (type L). En rajoutant une troisième couche de brique et en alternant les briques traversantes, le système du mur creux peut être considérablement amélioré, l’effet du pont de froid est beaucoup plus faible, l’humidité ne dépassera pas la deuxième couche de brique. Le gain est considérable, en ajoutant uniquement 12cm d’épaisseur. Et ce système n’est pas plus épais que les maçonneries mixtes et plus économique en briques. Par rapport au mur mono brique, ce système permet de choisir différentes briques à l’intérieur du système, selon les besoins. Par contre, selon Monsieur Ehmann1, le prix de ce système devrait être probablement aussi élevé que celui des maçonneries mixtes, une préfabrication paraît difficile.

L’autre possibilité, plus compacte et performante au niveau thermique, est un système sans briques traversantes (type M). Dans ce cas, le matériau de remplissage doit être lié (avec une con-ductibilité thermique plus élevée) et avoir une certaine résistance à la compression. Ceci permet d’introduire des armatures qui tiennent les couches ensemble et empêchent le fléchissement du panneau en brique.

Note 1: Monsieur Ehmann est responsable de la production et de la vente à la briqueterie Keller Ziegeleien. Il a commencé sa carrière comme maçon.

Le choix des matériaux

Le choix de la brique extérieureDeux types de briques sont à disposition : le clinquer et la brique apparente. Pour la construction de maisons plurifamiliales à Baden (Burkard, Meyer, 2000), la Keller Ziegeleien AG a fait des essais avec deux échantillons à échelle réelle. Dans un premier temps, les architectes souhaitaient une façade apparente en clinquer. Les essais faits avec cet échantillon ont montré que l’eau qui pénètre à travers les joints de mortier (une façade en clinquer n’est jamais étanche à l’eau, car les joints de mortier ne sont jamais étanches) n’arrive plus à sortir. Les briques poreuses, derrière la couche de clinquer, commencent à se saturer avec l’eau. Les clinquer non poreux, sans capil-larité ne permettent pas au mur de sécher. L’échantillon avec la brique apparente poreuse montre que sa porosité (même faible) lui permet d’absorber l’eau entrée par les joints et de la redonner à l’extérieur, avant que les briques isolantes ne commencent à saturer. Même si celles-ci devien-nent humides, elles peuvent sécher, grâce à la capillarité et à la diffusion de la vapeur d’eau de la brique apparente. Le choix se porte donc sur la brique apparente et pas sur le clinquer. On travaille avec la porosité, une porosité qui permet à l’eau de pénétrer dans la brique, mais qui permet aussi au système de s’assécher assez vite. Un autre argument important conforte ce choix : le clinquer n’est pas un matériau local, il doit être importé de l’étranger, tandis la brique apparente peut être produite en Suisse, avec une argile qui se trouve aussi en Suisse. Il s’agit de la brique apparente « kelesto-Sichtstein » de la briqueterie Keller AG Ziegeleien, produite à Frick (BS).

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Le choix du matériau de remplissage

Quel matériau pour remplir l’intérieur de ces tubes ? Il devrait avoir les mêmes qualités de base que la brique. Le tube est un système fermé, une fois posé, on peut plus faire de modifications à l’intérieur. Comme la brique à l’extérieur, ce matériau doit donc être résistant à long terme, im-putrescible. Il doit être si possible ouvert à la diffusion de la vapeur, être sans reproche du point de vue sanitaire. On doit si possible pouvoir le couler, afin de remplir de manière efficace les différents tubes en brique. Par rapport à l’eau pénétrant à travers les joints de mortier, deux com-portements sont possibles : soit le matériau est étanche à l’eau comme le béton, soit il l’absorbe en quantités modestes et la restitue rapidement en période de séchage. En aucun cas, le matériau devrait pouvoir se remplir comme une éponge et être endommagé par l’eau. Une fois en contact avec le matériau isolant, l’eau ne devrait pas faire sortir de la chaux et des sels. La chaux cause des taches sur la façade, un problème uniquement esthétique, tandis que le sel, en cas de gel, peut provoquer des dégâts. Les matériaux suivants ont été examinés :

1. Mélange de briques concassées lié ou pas au ciment 2. Argile expansée 3. Verre expansé 4. Perlite 5. Béton léger 6. Béton poreux 7. Mousse minérale 1. La terre cuite poreuse a une certaine capacité isolante. L’idée était d’utiliser de la brique re-cyclée, concassée et mélangée à du ciment. Les valeurs d’isolation sont trop faibles avec une conductibilité thermique de 0,5-0,7 W/mK. En plus, une recherche faite auprès d’entreprises de recyclage de matériaux de construction et de l’EMPA montre qu’en Suisse on ne trouve pas de brique recyclée pure, elle est toujours mêlée à d’autres déchets de matériaux de construction, comme la brique silico-calcaire et le béton. Selon Mme Ungricht, responsable pour les recherches sur le béton recyclé à l’EMPA, on n’a jamais essayé de produire du béton recyclé uniquement à base de brique concassée, car celle-ci n’existe pas sous une forme pure en Suisse. Les briqueteries n’ont elles-mêmes pas assez de déchets pour justifier la recherche d’un tel matériau (moins que 2% de la production totale).

2. Dans un processus de cuisson à haute température, l’eau dans l’argile s’évapore et la fait se dilater. Ces grains très poreux ont une bonne capacité d’isolation et sont assez résistants à la pres-sion. La production de ces grains représente par contre relativement beaucoup d’énergie. Si on verse les grains sans les lier, ce matériau a un lambda de 0,09 W/mK. Du point de vue biologique, il ne présente aucun risque pour la santé. Sous une forme non liée, il est à 100% recyclable et réutilisable. Le remplissage doit alors être effectué sur place, quand l’élément est posé. Il y a le risque d’un tassement des grains avec le temps, qui pourrait être évité en utilisant un liant. Cela permettrait aussi de remplir l’élément préfabriqué sur le lieu de production. Si on lie les grains avec un mortier, on obtiendra encore une valeur de 0,12 W/mK. Comme liant, on pourrait aussi utiliser le bitume ou une résine. Il est en revanche difficile d’évaluer le comportement à long terme de ces composants.

3. Le verre expansé est fabriqué selon les mêmes principes que l’argile expansée. Le matériau de base est le verre recyclé, ce qui en fait une utilisation intéressante. Il se comporte comme l’argile expansée, possède les mêmes qualités, offre un meilleur conductibilité thermique de 0,08 W/mK, lié 0,11W/mK. Dans certains cas le verre expansé et le ciment peuvent provoquer des réactions chimiques qui détruisent le béton.

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4. La perlite est une roche volcanique poreuse, qui sert d’ajout pour les bétons légers. Certains pro-ducteurs de brique l’utilisent déjà pour remplir des briques et améliorer leur capacité d’isolation. Malheureusement, le producteur allemand Knauf Perlite refuse de fournir des renseignements sur ce matériau. Le matériau est exploité en Grèce et ne répond donc pas à la logique du matériau local.

5. Le béton léger est un béton avec des ajouts légers qui ont une certaine capacité isolante. Com-me on l’a vu plus haut, ce matériau ne possède pas une conductibilité thermique suffisante (0,33 W/mK). En plus, le m3 coûte cher.

6. Le béton poreux (cellulaire) est un béton mélangé avec un levain, généralement une poudre d’aluminium qui forme des bulles d’air dans le béton et le rend isolant 0,08 W/mK. Le problème est que ce béton est durci à la vapeur en fabrique, il ne peut donc pas être coulé dans le tube.

7. Comme le béton poreux, ce mélange de sable, de chaux et d’eau est rendu poreux à l’aide de levain, ici des protéines. De tous les produits examinés, c’est celui qui a la meilleure (donc la plus faible) conductibilité thermique. Avec 0,04 W/mK, il atteint presque les valeurs d’une isolation de laine minérale, type Flumroc (0.035 W/mK). Par contre, le système de production est le même comme pour le béton poreux, ce matériau ne peut pas être coulé.

Quelques matériaux pourraient être coulés de façon non liée. Si le matériau n’est pas lié, la con-ductibilité thermique sera plus faible, mais le mur doit travailler comme un composite, et il faut que le remplissage ait une certaine résistance à la compression pour pouvoir y intégrer des arma-tures reliant le matériau de remplissage avec les tubes ou plaques de brique. Comme on a vu dans le chapitre précédent, il faut utiliser un matériau lié. Le choix se réduit finalement au verre ex-pansé et à l’argile expansée. L’argile expansée liée paraît le choix le plus logique: elle est produite en Suisse, possède une conductibilité thermique moyenne, est ouverte à la diffusion de la vapeur d’eau, est suffisamment résistante, n’absorbe presque pas d’eau, est très légère et imputrescible et est moins chère que le verre expansé. Cela permet d’obtenir un élément qui, avec une épaisseur totale de 55 cm, atteint une valeur U de 0,32 W/m2K.

Fig. 70 Densité et conductibilité thermique

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Fig. 71 Hall de préfabrication à Pfungen (ZH): Préparation du matériaux / maçonner contre le mur incliné / coulage des éléments préfabrique en béton avec revêtement en clinquer / éléments finis

Fig. 72 Modes d’assemblages des plaques préfabriquées en brique

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Préfabrication

Le potentiel de la préfabrication lourde est sous-estimé. Ce qui est déjà très courant dans la con-struction légère, surtout dans la construction en bois, pourrait être développé pour la construction lourde. La préfabrication, donc l’industrialisation de la construction massive, permet de réduire la durée des chantiers, d’offrir des qualités d’exécution supérieures et surtout de diminuer consi-dérablement le temps de séchage, un facteur important à une époque où la construction doit être terminée dans des temps toujours plus courts. Par rapport au béton, la brique possède l’avantage d’être plus « légère », ce qui facilite le transport.

La préfabrication offre de nombreux avantages pour la construction de murs en brique. Les élé-ments peuvent être construits dans un environnement contrôlé, protégé des intempéries. Lors de la construction sur le site, le mur doit être protégé avec des bâches en plastique, car à cause de sa porosité, la brique doit absolument rester au sec. Quand les conditions météorologiques sont mauvaises, le chantier doit être arrêté. Les mortiers ont besoin d’une température minimale pour sécher de manière optimale et jouer leur rôle. La rapidité d’exécution d’un mur en maçon-nerie est limitée, selon le choix de la brique. Une façade en clinquer par exemple peut croître au maximum de quatre lits par jour, sinon le poids des briques risque d’aplatir le premier joint en mortier. La préfabrication permet d’éviter ces retards de chantier. En plus, la qualité d’une ma-çonnerie préfabriquée est supérieure à celle réalisée sur place. Au lieu de faire la réception à la fin de l’ouvrage, l’architecte peut faire la réception d’un seul élément en début de construction, cet élément restant comme échantillon représentatif de la qualité exigée dans la briqueterie. Sur le chantier, on évite de devoir poser les échafaudages renforcés, nécessaires pour supporter la charge supplémentaire des briques à poser. Avec la préfabrication, toute la construction se fait au niveau du sol, ce qui facilite le travail du maçon et limite les risques d’accidents du travail. Avec une bonne planification, la préfabrication permet donc de réduire considérablement la durée du chantier. Ceci permet d’en réduire les coûts et de limiter les émissions négatives (surtout celles liées au bruit, les éventuels blocages de rues etc.) sur l’environnement à un minimum. La gestion du chantier est facilitée, on évite les surprises. Par contre, la préfabrication nécessite des disposi-tifs sur le chantier pour pouvoir charger les éléments lourds. Les éléments sont limités dans leur taille et leur poids à cause du transport. Le lieu de préfabrication doit être si possible proche du chantier pour éviter les transports sur des longues distances et donc une augmentation de l’énergie grise. Les modifications et adaptations de dernière minute sont impossibles, la planification des éléments doit être précise.

La préfabrication des plaques ou tubes en brique paraît donc évidente. Mais elle pose des ques-tions sur la structure primaire. S’agit-il d’éléments finis en forme de plaques de dalles (des tubes allongés) ou d’un mur continu, formé de plusieurs éléments préfabriqués? Dans ce dernier cas, il est nécessaire de réfléchir à la composition du mur (fig. 72): soit avec un joint de dilatation droit, soit avec un joint de dilatation caché en forme de fermeture à glissière (risque de pierres cassé), soit une fermeture après le positionnement des éléments, soit une pose des éléments avec un re-couvrement. Deux scénarios sont possibles pour le matériau de remplissage: soit on remplit les éléments en brique avec le béton isolant sur le lieu de production (ce qui limite leur taille à cause du poids) ou in situ, sur le chantier. Keller Ziegeleien AG peut produire des plaques en briques massives d’une taille maximale de 3 x 6 mètres (sans remplissage). L’idéal serait de travailler avec des petites tubes, remplies avec le béton isolant au lieu de production.

Fig. 72 Modes d’assemblages des plaques préfabriquées en brique

60Fig. 74 Assemblages possibles des éléments préfabriqués en brique

Type A

Type B Type C

Type D Type E

Fig. 75 Mesures contre le fléchissement

Fig. 73 Comportement statique d’une façade en ma-çonnerie lors des charges horizontales

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Conception de la structure

La brique est un matériau qui travaille en compression. Il a peu de résistance à la traction, traction à la flexion et torsion, c’est-à-dire que la brique peut dévier les charges verticales au sol mais pas les forces horizontales (vent, tremblements de terres ou forces résultant des moments).

Quelques règles de base doivent être respectées:

- Tout édifice en maçonnerie devrait être posé sur une boîte rigide, donc un sous-sol ou rez-de-chaussée en béton armé.

- Le plan doit être le plus symétrique possible le long des axes principaux pour éviter des forces de torsion. Les plaques de murs doivent être le plus éloignées possible du centre, afin de réduire au minimum les effets de torsion.

- Les plaques des murs devraient se superposer à la fondation sur toute la hauteur du bâtiment et ne devraient pas êtres décalées. Pour améliorer la rigidité du panneau, on peut l’armer horizontal-ement et verticalement, ce qui nécessite des briques avec une ouverture pour accueillir l’armature, utiliser la précontrainte.

- Il faut éviter les grands vides, les évidements au rez-de-chaussée et aux niveaux bas du bâti-ment.

- Les dalles doivent fonctionner comme des plaques rigides pour transmettre les charges horizon-tales sur les panneaux rigidifiants de manière régulière. A part l’avantage d’une bonne protection phonique, c’est l’argument principal pour travailler avec les dalles en béton armé coulées sur place. Les plaques rigides doivent être distribuées dans le plan de manière régulière.

Les panneaux fins en brique présentent un risque de fléchissement. Plusieurs mesures sont pos-sibles. Pour ce système composite, les armatures diminuent considérablement le risque de flé-chissement (fig. 75).

A l’intérieur du bâtiment, quelques panneaux en brique pourraient être posés à l’inverse. La plaque pourrait mieux absorber les charges horizontales et cela permettrait facilement l’introduction des armatures verticales, assurant ainsi un bon lien entre la dalle en béton armé et la plaque en brique.

Dans la majorité des constructions en maçonnerie, le mur porteur se trouve aux extrémités du plan. Dans ces cas, la façade est à prévoir comme une seule grande plaque pour maximiser la rigidité du bâtiment. Les plaques, les linteaux et les dalles encastrées peuvent former un ensemble rigide, si les linteaux sont assez épais. Les éléments sont donc liés de manière rigide, la plaque perforée travaille comme une série de cadres avec des angles rigides (fig. 73), le moment résul-tant des charges horizontales est diminué par l’effet de couplage des linteaux. Cet effet de rigidité diminue avec l’affaiblissement de la largeur du linteau. Sans linteau, les plaques commencent à travailler comme des éléments seuls. Les liaisons uniquement à travers les dalles fonctionnent comme des angles non rigides (fig. 73). Les plaques seules doivent dévier les charges.De ce point de vue, la préfabrication affaiblit la structure (fig. 74). Le mur massif percé, maçonné sur place est le système le plus stable (A). Mur et linteau épais travaillent comme un système des cadres rigides. Les charges horizontales (p. ex. en cas de tremblement de terre) sont transférées

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Fig. 77 Appui de la dalle

Fig. 75 Elévation / coupe

Fig. 76 Plan

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partiellement en charges normales. Mais pour la préfabrication, le type D serait le plus efficace. Poser simplement des plaques sur les dalles. Les ponts de froid et le retraitement de la dalle ren-dent impossible ce système. Les éléments sont donc posés les uns sur les autres, la dalle y est encastrée (E). Dans ce cas, les forces horizontales ne peuvent plus être transformées en forces normales, les éléments fonctionnent seuls. B et C sont des alternatives pour améliorer le système statique, mais l’assemblage se complique évidemment, et il se pose l’éternelle question de com-ment construire le linteau en brique.

L’élément préfabriqué

Avec une longueur de trois mètres, l’élément en brique peut être construit sans joint de dilata-tion. Pour cette longueur, le décalage entre les coefficients de dilatation du tube en brique et du remplissage en béton isolant, est négligeable. Selon l’estimation de Monsieur Ehmann, la plaque en forme de tube préfabriqué remplie avec le béton isolant peut, sans difficulté, avoir une gran-deur de 3x3x0,55 m. Ceci est rendu possible grâce à la faible densité de béton isolant. Une plus grande longueur de mur paraît peu raisonnable pour structurer une façade de logement. Avec cette taille, l’élément pèse environ 2,5 tonnes. Pour ces dimensions, l’élément peut être lié directement avec les dalles en béton, sans poser de problèmes avec le retrais et les différents cœfficients de dilatation entre l’élément en brique et la dalle en béton armé. Quatre armatures (précontraintes) assurent le lien de l’élément lors du transport et servent d’accroches pour les lever avec la grue. Des boulons dans les éléments préfabriqués permettent un positionnement rapide et exact de l’élément lors de l’assemblage.

Le prix est d’environ 390.- CHF/m2 avec : - 180.- CHF/m2 pour la brique apparente - 120.- CHF/m2 pour la brique creuse (standard) - 75.- CHF/m2 pour la couche de 30 centimètres en béton isolant (selon le producteur Liapor le béton est 250.- /m3) - 15.- CHF/m2 pour l’armature

Appui de la dalleLa dalle est posée sur la couche intérieure en brique. L’appui se fait au milieu de la brique et un joint élastique décharge l’angle de la brique en cas de flexion de la dalle. Le panneau intérieur en brique dévie les charges principales. Le tube fonctionne comme un composite, une partie des charges est transmise sur la couche de briques extérieures. L’armature de transport est coupée et sert directement de liaison de l’élément à la dalle lors du coulage de celle-ci. Il reste à examiner la possibilité d’introduire dans le remplissage des armatures verticales, assurant aussi le lien entre l’élément et la dalle. Deux types d’appuis sont possible : soit avec linteau, soit sans. La préfab-rication de l’élément sans linteau est par contre plus compliquée en raison de l’angle découpé (fig. 77). Les boulons dans les éléments préfabriqués empêchent l’arrachement de l’élément. Une feuille plastique doit être posée entre la dalle et l’élément pour garantir l’étanchéité.

Élément et fenêtreIl existe deux possibilités pour l’accrochage de la fenêtre: soit à l’extérieur à l’aide d’une « boîte » en bois, soit à l’intérieur avec une extension du cadre et un angle en retrait. Les deux types d’accrochages ne présentent aucun risque de condensation, les températures de surface à l’intérieur, sont assez élevées (voir annexe). En revanche, ils affaiblissent la valeur U sur l’ensemble de l’élément. Ces deux types d’accrochages différents permettent d’exploiter toute la profondeur du mur.

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Remarques finalesLors de l’énoncé théorique, j’ai constaté qu’il est assez ambigu de vouloir développer une struc-ture sans avoir un véritable projet. L’élément développé ici doit donc être vu avec une certaine distance et sera probablement modifié lors du projet. Par contre, je pense que le principe de travailler en couches fonctionnant comme un composite, est assez pertinent. Ce principe donne au système primaire une bonne flexibilité. L’adaptation des matériaux selon les régions et les besoins spécifiques permet une certaine adaptation de l’élément. Formes, dimensions, types de remplissage et types de briques utilisées peuvent varier. Si nécessaire, l’introduction d’une arma-ture ou d’un système précontraint est possible.

La qualité de la brique et surtout la qualité du mortier, point faible dans la maçonnerie, ont pu être fortement augmenté grâce au perfectionnement de leurs productions. Logiquement, la maçonnerie d’aujourd’hui devrait donc être encore plus résistante et durable que les anciennes constructions en brique. Par contre, toutes ces améliorations sont annulées (même tournées dans le négatif) par le fait que le système primaire est devenu beaucoup plus faible par rapport à autrefois. Dans les systèmes à double mur, la brique ne peut pas jouer de toutes ses qualités. Ce type de mur affaiblit la brique. Repenser le mur, la structure primaire, vaut donc la peine. L’élément développé ici amé-liore le système primaire d’un certain degré par la liaison des trois couches qui travaillent comme un composite. Les couches sont intrinsèquement liées l’une avec l’autre rendant l’ensemble plus stable et donc la structure primaire devient plus durable.

La couche de brique extérieure est la peau de l’élément, elle participe à un certain degré au système statique. La brique est apparente, par contre on reste dans le registre d’une maçonnerie de parpa-ings. Les maçonneries de boutisses et panneresses donneraient plus de liberté dans l’expression, mais ne se prêtent pas pour ce type de construction.

Pour vraiment pouvoir comprendre le fonctionnement de l’élément par rapport à son comporte-ment statique et lors de fortes intempéries, il faudrait le tester directement sur un model réel. Fina-lement, le fonctionnement de l’élément ne peut donc qu’être estimé. Ni les producteurs du béton isolant, ni les producteurs de la brique ne peuvent donner de certitudes quand aux comportements des matériaux. Les expériences de Keller AG Ziegeleien, faites avec des maçonneries mixtes, ont montré par contre que la masse et l’épaisseur du mur possèdent, mise à part l’inertie thermique et la pérennité, aussi l’avantage de la gestion de l’humidité. Contrairement aux premières craintes de la briqueterie, les murs sèchent extrêmement rapidement et cela même après une période de forte pluie. La masse rend le système primaire insensible. Mais la masse a son prix. Le prix du mètre carré de ce type de mur étant, avec son prix de 390.-CHF au m2, nettement en dessus du prix envisagé d’environ 350.-CHF/m2.

La valeur U est en dessus du standard Minergie. Il faudrait épaissir l’élément jusqu’à 75 cm pour obtenir ce standard, mais le mur devient ainsi trop épais. A mon avis, il y a encore du potentiel dans le domaine du remplissage. Le graphique du TFB (voir fig. 70, p.57) montre que théorique-ment on peut produire du béton isolant ayant une conductibilité thermique de 0,08 W/mK. Avec un tel béton, l’élément obtiendrait le standard Minergie sans devoir changer l’épaisseur. Le pro-ducteur allemand PORATEC a développé une mousse minérale ayant une conductibilité ther-mique de 0,04 W/mK, ce qui correspond à une valeur d’une isolation standard EPS. Ceci montre les potentiels d’isolation des matériaux minéraux. De l’autre côté il faut voir que la valeur U ne peut pas être le seul argument à considérer dans le cadre du développement durable. De plus, plu-sieurs physiciens en bâtiment ont constaté lors d’études, que d’anciennes constructions en briques

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massives possèdent un meilleur bilan énergétique que des bâtiments comparables construits selon les critères Minérgies1.

Probablement que le projet ne pourrait pas être réalisé uniquement avec cet élément, surtout dans le cas de murs plus longs où il faudrait avoir recours à des plaques composées remplies avec du béton isolant coulé in situ. De tout façon, il reste la question de se réduire à une seule structure, de nombreux projets cités dans cet énoncé théorétique tirent leurs qualités en mélangeant et en contrastant deux types de constructions ou des types de briques différents. La brique est un ma-tériau extrêmement tentant. Il est difficile de garder une certaine distance critique et de se limiter. La volonté de réunir toutes les contraintes (artisanat / production industrialisée, apparence sub-tile/ pure expression constructive, stéréotomique/ textile, économie du projet / construction mas-sive…) dans une seule construction est grande, mais finalement difficile à réaliser.

La préfabrication limite l’architecte à se réduire à certains éléments. Un système maçonné di-rectement sur place lui donnerait probablement plus de liberté. Mais pour pouvoir continuer à travailler avec la brique massive apparente de manière compétitive, cela paraît être l’unique pos-sibilité (en tout cas pour la Suisse). Depuis cette année, l’ETH et Keller AG Ziegeleien sont en train d’expérimenter, avec la production industrielle, des éléments préfabriqués en brique. Il y a deux changements importants qui pourraient changer profondément la maçonnerie ; le robot, en remplaçant le maçon et la maçonnerie, en perdant ses joints du fait que le robot n’arrive pas à tra-vailler avec le mortier. La brique, rectifiée sur tous les côtés, n’est donc plus maçonnée mais col-lée sans joint. Les premiers essais montrent un très bon comportement statique. La colle rend la maçonnerie beaucoup plus ductile que le système traditionnel au mortier. Les joints au mortier ont toujours été le point faible dans la maçonnerie et la colle améliore considérablement le système (ductilité et étanchéité). Par contre, actuellement, le comportement à long terme reste inconnu et il manque de normes précises. Toutefois, pour la production des éléments préfabriqués en brique cela semble être prometteur. La construction en brique pourrait devenir plus compétitive et la digitalisation de la production permettra de nouveaux types d’assemblages.

Fig. 79 Extension d’une maison de vigne à Fläsch, 2006, Bearth & Deplazes

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Fig. 80 Wildkarte 1834 A gauche en bas: l’ancien moulin, transformé en fonderie A droite en haute: première fonderie de Sulzer

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D Le projet

Le choix du site

Le projet se situe dans le quartier de Töss, dans la partie sud de Winterthur. Cette ville a été choisie comme site pour le projet pour trois raisons principales, étroitement liées:

1. Winterthur possède une très grande richesse de constructions en brique apparente, on peut sans doute même parler à ce propos d’une tradition. Ceci s’explique par le succès des grandes briqueteries zurichoises lors de l’industrialisation de la production de la brique. Ces briqueteries ont su profiter du boom des grandes entreprises industrielles telles que Sulzer ou Rieter qui ont fortement influencé le développement urbain de Winterthur et qui sont à l’origine de la croissance considérable que la ville a connu à cette époque (1850-1925, « Gründerzeit »). La brique, bon marché, était alors le matériau de construction de base pour l’extension des villes et la construc-tion de halles industrielles.

2. Winterthur, ville sociale, possède une forte culture du logement collectif (logement ouvrier) bon marché, et beaucoup de ces bâtiments ont été construits en brique apparente. C’est une bonne raison pour reproposer du logement collectif en brique apparente.

3. La volonté (ou nécessité, voir chapitre « construction ») de construire avec des éléments pré-fabriqués nécessite un site qui se trouve en proximité du lieu de production de ces éléments, donc proche de Pfungen, pour éviter de longues distances de transport. Le site choisi se situe à 7 km.

Winterthur et le développement des quartiers de Töss et TössfeldC’est à la fin du 18ème et au commencement du 19ème siècles que les premières fabriques s’installent dans la région. En 1833, Heinrich Rieter, fils du fondateur de la Rieter AG, rachète les droits de l’eau du moulin du monastère de Töss et transforme le monastère en fonderie. Une année plus tard, en 1834, Johan Jakob Sulzer achète à la ville de Winterthur 5000m2 de terrain et construit la première fonderie de la Sulzer AG à l’extrémité nord du quartier de Tössfeld.

Malgré cela, Winterthur reste un centre modeste, avec un artisanat surtout local, mais la construc-tion de ces premiers sites industriels montre déjà le développement futur de la ville. Ceux-ci sont en fait des véritables cités: autour les halles de production, l’entrepreneur construit des maisons bon marché pour ses ouvriers. Ainsi se forment des ensembles, avec la villa du propriétaire, les halles de production et le logement bon marché des ouvriers, souvent aménagés dans un parc ou un grand jardin. Il s’agit d’une forme qui va être reprise à une plus grande échelle urbaine avec le succès croissant de ces grandes entreprises industrielles. Si dans une première phase industrielle, cette forme se caractérise par de petits ensembles constitués de logements, de bâtiments de pro-duction et de la villa du propriétaire, dans une deuxième phase de l’industrialisation, ce schéma s’exprimera sous la forme d’un quartier entier.

A partir de 1855, avec l’arrivée du chemin de fer qui relie Zurich à Saint-Gall, la ville connaît une forte croissance, et entre 1850 et1900, dans ce qu’on appelle la “Gründerzeit” – l’époque des pionniers - Winterthur devient une ville industrielle, la deuxième plus importante ville de la région après Zurich. Les grands ensembles d’habitat collectif pour les ouvriers (Arbeitersiedlun-gen) datent de la deuxième moitié du 19ème siècle. Ces logements ouvriers sont plus confortables

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Fig. 81 Agrandissement des entreprises industrielles et urbanisation systéma-tique du quartier Tössfeld au Sud du Sulzerareal, carte de 1904

Fig. 82 Urbanisation systématique du quartier Töss au Sud du Sulzerareal, carte de 1932

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que les casernes d’habitation que l’on trouve ailleurs. Les entrepreneurs progressistes, conscients que des ouvriers motivés et bien qualifiés constituent leur meilleur capital, offrent à ceux-ci des logements en propriété bon marché, mais de bonne qualité, avec de petits terrains pour de petites cultures, dans le but d’éviter les conflits sociaux et de lier les ouvriers bien qualifiés à leur entre-prise.

L’exposition mondiale à Paris de 1867 est un succès pour Sulzer et Rieter. Les deux compagnies commencent à opérer à l’échelle internationale. En 1870, Rieter AG et Sulzer occupent chacun plus que 1500 personnes, qui faut loger avec leurs familles. Après l’établissement du plan di-recteur (Baulinienplan) en 1873, Rieter commence à construire systématiquement au nord de la commune de Töss, à proximité de ses immenses halles de production. De l’autre côté du chemin de fer, Sulzer débute la construction de ses quartiers ouvriers au Tössfeld, au sud de ses halles de production. Des quartiers ouvriers en forme de cités-jardins se développent partout à proximité des lieux de production.

La carte de Winterthur de 1904 montre bien le tracé géométrique des rues selon le Baulinienplan de 1873 et le développement des quartiers de logement. Autour de 1920, Töss et Tössfeld sont pratiquement entièrement construits. A partir de 1922, la commune de Töss est intégrée à la ville Winterthur.

A Winterthur, ce type d’urbanisation est très répandu grâce au grand succès des entreprises indus-trielles, mais aussi à cause du climat politique favorable, et des autorités qui mènent toujours une politique fortement sociale, contrairement à d’autres villes industrielles comme Zurich.

A Winterthur, des représentants des grandes compagnies industrielles, de la ville et des ouvri-ers prennent en charge la responsabilité du développement futur de la ville et fondent en 1872 une société pour la construction des logements bon marché, la « Gesellschaft für die Erstellung billiger Wohnhäuser ». Celle-ci existe toujours et a encore comme but la réalisation et la loca-tion d’appartements pour les travailleurs de Winterthur et leurs familles. La création de cette société, l’établissement du Baulinienplan de 1873 et le succès ininterrompu des entreprises indus-trielles marque le lancement de la construction de quartiers ouvriers à grande échelle et donc de l’urbanisation systématique de Winterthur. Ces quartiers d’ouvriers réalisés sur le modèle de la cité-jardin marquent jusqu’à aujourd’hui le caractère urbain de Winterthur. La générosité de ces cités-jardins, jalonnées d’équipements publics, dont de nombreuses écoles, et toujours situées à proximité des grands volumes simples des halles de production, donne à cette ville son caractère très particulier.

La tradition sociale de la ville de Winterthur de mettre à disposition du logement bon marché de qualité correspond à l’idée de ce Projet Master de proposer un programme général: un type de construction en brique apparente qui possède la capacité de former et compléter le tissu ordinaire de la ville et de perpétuer cette tradition du logement collectif bon marché en brique apparente à Winterthur.

Il s’agissait de trouver à Winterthur un site parfaitement desservi par les transports publics, et qui offrait la possibilité de densifier une de ces cités-jardins. L’îlot dans le quartier de Töss, situé entre la Klosterstrasse et la Bütziackerstrasse, jusque à côté de la halle de fonderie de Rieter, remplit ces conditions. L’îlot est composé de deux grandes parcelles (4/1410 et 4/3341).

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Fig. 83 Impressions de Töss et Tössfeld: les halles industrielles, l’équipement publique (écoles), le logement collectif, les jardins et espaces intimes à l’intèrieures des ilots

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Le quartier Töss

Töss, au sud de Winterthur, est aujourd’hui un quartier un peu oublié, caché, qui se situe dans le triangle ferroviaire qui relie Winterthur à Baden et Zürich. C’est malgré tout un quartier très bien connecté au centre ville: à proximité de l’îlot, à moins de 5 minutes à pied, un bus urbain toutes les 12 minutes et un S-Bahn toutes les 20 minutes assurent une bonne liaison avec le centre. Une piste cyclable permet d’atteindre le centre en moins de 15 minutes. Le quartier est connecté à l’autoroute A1.

Ce quartier au fort caractère de cité-jardin est l’ancien quartier d’habitation de l’entreprise Rieter. Les maisons sont en retrait de la rue, toutes les façades sur la rue sont strictement alignées. Dans la plupart des cas, on trouve des rez-de-chaussée surélevés. Un petit jardin, lui aussi souvent lé-gèrement surélevé, fait le lien entre le bâti et la rue. Ces jardins forment avec les façades alignées l’espace de la rue très particulier de ce quartier, dépourvu de trottoirs, peu fréquenté et finalement très calme. Deux espaces verts publics, équipés chacun d’une école, complètent la structure du quartier. Dans la partie nord du quartier surtout, la masse bâtie est très homogène, avec des volumes sim-ples de 3 à 4 étages, suivant le strict alignement du Baulinienplan de 1873. Les îlots voisins sont plus hétérogènes, on y trouve différents types d’habitation, surtout des maisonnettes, des maisons en bandes et quelques immeubles d’habitation de 3 à 5 étages. Au nord et à l’ouest de l’îlot se situent les grandes halles industrielles de Rieter. L’îlot est actuellement utilisé entièrement comme stationnement pour les employés de Rieter.

Actuellement, l’entreprise Rieter est en train de restructurer plusieurs périmètres dont elle est propriétaire et de détruire la grande halle de fonderie qui se situe justement à coté du site choisi. Plusieurs halles ont été louées à d’autres entreprises du secteur tertiaire ou sont devenues de petits ateliers. Les halles détruites offrent la possibilité d’une restructuration avec densification, mais comme il manque un grand investisseur, l’usage futur des ces terrains reste indéfini. Par contre de nombreuses places de parc sont mises à disposition sur ce site industriel, permettant de libérer dans un futur proche les deux parcelles de l’îlot de ses places de stationnement et offrant donc la possibilité de proposer sur ce site une densification avec un programme de logement collectif.

Selon le plan de zone de la ville, l’îlot se situe dans une zone mixte (habitation avec la possibilité de mettre des activités au rez-de-chaussée) et avec l’autorisation de construire 3 étages plus 2( !) attiques.

Fig. 84 Plan de zone du site

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Programme

Le programme prévoit des immeubles d’habitation, offrant une certaine mixité du logement, mais surtout des appartements de 3,5 à 5 pièces. En considérant la qualité du quartier, la bonne con-nexion par les transports publics et donc la proximité au centre, la densité du programme a été augmentée et dépasse celle prévue dans le plan de zone. Le programme final est le suivant:

LogementType Sfb [m2] nombre

Studio 30 32,5 p 70 13,5 p 90 54 p 95 194,5 p 105 45 110-115 11

total 4050 43

Divers

- caves : 6m2 /logement 256m2- 3 buanderies à 30m2 90m2- 3 locaux techniques 20m2 60m2- salle de quartier 100m2- espace commun aménagé à l’intérieur de l’îlot (avec jeux d’enfant etc.)

Stationnement40 places en sous-sol 1000m2

1 place / logement (1,5 place par logement est la norme, mais vu la bonne desserte par les trans-ports publics, le chiffre d’1 place par logement est justifiable, les studios ne comptant pas comme logement).

Stationnement visiteurs 5 places (1place / 8 logement) en surface

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Evolution du système constructif

Le but de cette recherche est de développer un système constructif simple et efficace en brique apparente.

Plaques et dalleLa première idée constructive énoncée dans le rapport, une construction en plaques et dalles a vite été abandonnée, pour plusieurs raisons. La construction en plaques et dalles est un système de construction qui travaille uniquement en compression, si les éléments sont posés exactement l’un sur l’autre. Dès qu’ils sont décalés, le système travaille aussi en traction, et est donc peu approprié pour une construction en brique. De plus, l’absence d’un linteau donne à la façade un caractère vertical, qui correspond mal aux volumes longs et bas du projet. La solution du détail dans la coupe est difficilement à résoudre. Il ne s’agit pas d’un mur, par conséquent l’apparence de la façade manque de continuité. La construction préfabriquée en brique ne peut pas se limiter aux seuls éléments de façade, le but étant de trouver un mode de construction qui permet une préfabrication complète du bâtiment pour vraiment tirer avantage de ce type de construction. Il en résulte donc la décision de travailler entièrement avec des éléments préfabriqués en brique, donc également avec des plaques de dalles préfabriquées en brique, des dalles à hourdis (en fait une « Tonfertigdecke » du producteur Bricosol). Généralement, ces éléments de dalles portent uniquement dans un sens (structure mono-orientée), la structure primaire doit donc être linéaire et continue pour que l’on puisse poser ces dalles. Ce sont des conditions qu’une construction en plaques ne peut pas fournir à cause de l’absence de linteau. Sans linteau, il faudrait des dalles en béton qui dévient les charges dans deux directions, car une plaque n’est finalement rien d’autre qu’une colonne élargie dans laquelle il faut dévier toutes les charges. Si on travaille avec des dalles à hourdis mono-orientées, il faut forcément recourir au système constructif du mur. Le mur est par définition un système continu, travaillant en compression, qui peut être troué à n’importe quel endroit de façon aléatoire sans perdre sa capacité à dévier les charges. L’avantage d’un mur continu est la possibilité de poser de la façon la plus simple les éléments de dalles portant de manière simple (mono-orientée).

L’assemblage d’un mur, préfabrication lourde

Le béton isolant proposé pour le premier élément était limité dans sa capacité d’isoler, avec des performances thermiques d’une valeur U de 3.4 W/m2K. La découverte d’un béton isolant plus performant m’a encouragé à continuer à développer un nouveau type d’opus caementitium. La société Toggenburger Beton, associée à Misapor, a continué à développer le béton isolant utilisé pour la construction de la maison unifamiliale à Fläsch construite par Bearth & Deplazes en 2001. Les tests faits par l’EMPA confirment la faible conductibilité thermique de 0.09W/mK, tout en gardant une bonne résistance à la compression. Monsieur Badetsch de Toggenburger Beton affirme qu’il est possible d’augmenter encore la porosité du béton isolant et de réduire la con-ductibilité thermique à 0,09 W/mK, en gardant une résistance de compression de 5-6 N/mm2. Une valeur U sur les partis opaques de la façade autour de 0,25W/m2K paraît alors envisageable.

La solution proposée est un assemblage d’éléments préfabriqués différents: plaques préfabriquées

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Fig. 85 Construction en plaque et dalle

Fig. 86 Assemblage d’un mur

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et remplies avec le béton isolant sur le lieu de production, linteaux creux, éléments de dalles. Comment assembler un mur, comment garantir une continuité des éléments ? Un détail développé lors de la préfabrication lourde en béton dans les années soixante permet de relier linteau, dalle et plaques des étages supérieur et inférieur. Les bords des dalles sont rectifiés. Ceci permet la mise en place de tous les éléments en même temps. On coule ensuite le linteau creux avec le béton isolant et, grâce aux armatures, on obtient un système continu.

Par contre, comme les plaques sont remplies sur le lieu de production, la brique comme coffrage est mise en crise. La variante radicale de ce type de construction serait une construction en béton massif, avec des plaques fines en brique disposées dans le coffrage traditionnel avant de couler le béton (voir photo xy). Cette procédure serait impossible avec le coulage du béton sur place, ce qui justifierait alors la construction in situ avec la brique servant dans ce cas vraiment de coffrage.

Abandonner la préfabrication ? Le chapitre XY montre que c’est impossible, en tout cas pour la construction de logements collectifs. La durée du chantier augmente énormément et sa gestion devient compliquée, en perdant les avantages de l’assemblage sec.

En fin de compte, ce système est paradoxal. Le béton léger paraît tellement performant que le sys-tème de construction est mis ad absurdum. C’est comme s’il y avait deux systèmes porteurs pour une seule construction, finalement beaucoup effort pour un système qui est « trop » performant et coûte aussi cher. La brique porteuse perd sa raison d’être.

L’élément creux

L’idée d’une construction composite brique / béton léger était donc abandonnée. La décision a été prise de travailler uniquement avec l’élément en brique et de le remplir avec un isolant. Le progrès technique du mur en brique fait de celui-ci un objet très fin. Sa résistance à la compres-sion a augmenté, sa résistance à la flexion a diminué, en raison de sa section minimale. Pour une simple raison d‘économie, il est impossible d’abandonner le concept du mur fin et de maçonner des murs massifs entièrement en brique. Le mur fin est un fait et au lieu de modifier sa section, il faudrait plutôt modifier sa forme pour augmenter sa stabilité.

Le tube développé dans ce projet assure pas mal de stabilité à la brique fine (12 cm), une stabilité résultant de sa forme pliée. En introduisant une armature horizontale, les charges peuvent être déviées de manière plus homogène dans une grande partie de l’ensemble du mur, sur les côtés et aussi dans les parties extérieures. La construction « sandwich » avec le béton isolant pour assurer la stabilité grâce à une grande section n’est donc pas forcément nécessaire.

Finalement cet élément, qui va de l’intérieur vers l’extérieur, essaye aussi de répondre de façon directe au problème de l’appui de la dalle sur le mur en maçonnerie. L’appui de la dalle sur l’élément est fondamental et les possibilités sont limitées. Dans un mur massif, la dalle repose sur l’extrémité intérieure de celui-ci, l’appareillage en boutisse et panneresse transmet les charges dans l’ensemble du mur. La dalle s’appuie toujours le moindre possible sur le mur pour éviter qu’en cas de flexion des dalles les bords du mur en brique soient écrasés. Dans le double mur traditionnel, c’est le mur intérieur du mur qui porte; le mur extérieur, qui supporte uniquement sa propre charge, doit donc être dilaté, les charges ne suffisant pas pour supprimer les forces de dilatation. A cause de la flexion de la dalle, il est impossible de faire porter la dalle sur les deux tranches d’un double mur. Le dilemme est que la dalle doit être de tout façon portée à l’intérieur, mais que la brique porteuse devrait être apparente à l’extérieur. Porter la dalle uniquement sur une tranche extérieure en brique est peu raisonnable dans notre climat. Le pont de froid continu

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Fig. 88 Détails de l’appui de la dalle, la deuxième avec un soutien auxiliaire

Fig. 87 La tube ouverte

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est important et, comme l’isolation se trouve à l’intérieur, on perd les effets positifs de l’inertie thermique.

L’élément est percé sur le côté intérieur, ce qui permet le remplissage avec l’isolant à la fin de l’assemblage. Un linteau armé en terre cuite (Stahlton) reprend les charges des dalles qui sont ensuite réparties dans l’ensemble de l’élément.

Un socle en béton léger en forme d’anneau permet de transporter facilement l’élément avec des bandes et permet d’éviter d’y introduire des tiges précontraintes. Des briques de parement sont insérées dans le coffrage de l’anneau pour obtenir une continuité dans la façade. Les briques ap-parentes sont maçonnées directement sur le socle. Des boulons renforcent le lien entre socle et briques. A l’aide d’un balai, l’intérieur de l’élément est couvert d’un crépi grossier sur base mi-nérale (« Schlämmung »), pour garantir l’étanchéité de l’élément. Ainsi, une fois posés, les élé-ments peuvent être remplis entièrement avec des flocons (cellulose), sans couche de ventilation.

Comme la brique apparente, le crépi et les flocons sont ouverts à la diffusion de vapeur d’eau, il n’y a pas de risque de condensation à l’intérieur du mur. En cas d’humidification ponctuelle, l’élément devrait sécher vite, grâce à la très bonne capillarité de la brique apparente et des flo-cons. L’ouverture à l’intérieur de l’élément permet son remplissage à la fin du gros œuvre, quand la construction est au sec. La façade garde donc une logique structurelle, l’intérieur, beaucoup moins durable que la brique, reste accessible et peut être renouvelé sans problème. L’ouverture est fermée avec un simple panneau en plâtre.

Les autres éléments

Dalle Deux possibilités d’appui ont été discutées lors de la dernière critique intermédiaire. La solution où la dalle est posée directement sur l’élément (voir fig. xy) a été mise en question, la longueur du bâtiment nécessitant probablement un anneau en béton plus épais. Une solution a été envisagée où la dalle ne pose pas directement sur l’élément mais sur un appui secondaire. Ceci permettrait d’agrandir la section de l’anneau entourant les éléments de dalles. C’est par contre un système d’assemblage plus compliqué, car il faut introduire des appuis secondaires supplémentaires. Sel-on Bricosol, il faut de toute façon introduire tous les 15-20 mètres des anneaux transversaux pour garantir un effet de plaque de la dalle. La section de l’anneau extérieur peut rester faible (12 cm). La première solution paraît alors plus favorable au niveau de l’assemblage.

Accrochage de la fenêtreLa fenêtre est accrochée contre le linteau et la tablette de fenêtre, qui est posée avant l’accrochage. Deux lattes accrochées latéralement fonctionnent comme contre-cadre et garantissent une bonne étanchéité.

Linteau Le linteau s’exprime à l’intérieur et à l’extérieur. Il s’agit d’un linteau continu en béton léger qui n’est pas un pont thermique (voir annexe, calcul thermique). Le linteau contient les nich-es nécessaires pour l’accrochage de la fenêtre et du store en tissu, qui est déjà monté lors de l’assemblage.

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Vitesse d’exécution et préfabrication

La quantité nécessaire de briques pour ce projet peut être très facilement et précisément estimée. On peut ainsi calculer précisément le nombre d’heures de travail nécessaires pour maçonner ce projet. Une équipe formée d’un maçon et d’un aide peut maçonner avec cette petite brique (6,5 x 12 x 25) entre 8 et 10 m2 par jour si les conditions sont bonnes (temps, organisation du chantier). Cette valeur est celle indiquée par Keller Ziegeleien sur la base de leurs propres expériences.

Si on dessine le plan d’étage en brique, on voit qu’un étage contient 42 lits de briques qui se com-posent de trois manières différentes et qui contiennent des quantités différentes de briques.

On obtient les chiffres suivants (pour les bâtiments longs):1-9 lits : 1150 briques / par lit 9x1150=10’35010-36 : 900 briques/ par lit 26x900=23’40037-42 : 1590 briques / par lit 7x1590=11’130

Total de briques par étages : ≈ 45’000 (pour les bâtiments longs)et ≈ 34’000 (pour le bâtiment court)

Pour l’ensemble du projet, on obtient donc environ 45’000x7 + 4x 34’000≈ 451’000 briques.

Une brique Kelesto Sichtstein (6,5x12x25cm) plus 1cm de joint possède une surface de 0,0195m2.Surface total à maçonner : 0,0195 x 451000 ≈ 8800m2Une seule équipe aurait donc besoin d’environ 900 jours pour maçonner l’ensemble du projet. 10 équipes, donc vingt personnes, auraient besoin de trois mois. C’est la raison pour laquelle il me semble que la préfabrication est inévitable pour ce projet, car elle permet de réduire considérable-ment la durée du chantier.

Rapidité d’exécution en cas de préfabrication (estimation pour le bâtiment long de 4 étages):

Keller Ziegeleien :Pour la mise en place d’un élément, Keller Zigeleien donne les valeurs suivantes : 4 personnes (grutier inclus) ont besoin de 20 à 30 minutes par élément.

65 éléments par étage (35 tubes, 30 linteaux) ->33h / étage, 14 journées (à 9h de travail) pour le bâtiment entier. Avec deux équipes, les éléments peuvent être montés en 7 jours.

Bricosol (dalles préfabriquées):Selon Bricosol, trois personnes (grutier inclus) placent 50 m2 de plancher/heure. L’étage faisant 550 m2, il faut 11h de travail pour couvrir un étage entier. Deux équipes ont alors besoin d’au maximum une journée par étage.

Badex AG (sanitaires préfabriqués):Trois personnes ont besoin d’une demi-journée pour la mise en place et le branchement d’une unité. Il y a dix éléments par étage. Il faut donc à trois équipes 2 jours par étage, 8 jours pour l’ensemble.

Les sanitaires peuvent être mis en place en grande partie parallèlement avec les éléments en brique.

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Fig. 88 Exécution: état du bâtiment après 2 / 4 / 5 / 20 jours

Si un étage est terminé, l’accrochage des fenêtres peut commencer immédiatement, vu que la construction se fait entièrement par assemblage sec. En 11 jours, tous les éléments en brique sont posés. La toiture, elle aussi partiellement préfabriquée (éléments de charpente), peut aussi être montée rapidement. Une fois que la fondation est terminée, le bâtiment peut être théoriquement au sec en 2,5 semaines avec les fenêtres accrochées et les installations sanitaires complètement branchées. Reste à faire une partie de l’aménagement intérieur (sols, installations de chauffage et d’électricité, travaux de peinture).

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26.10.2006, 12.12.2006, 12.03.07, 09.04.07 Christian Ehmann, Kellerziegleien AG13.11.2006 Monsieur Reber, Ziegeleien Rapperswil Louis Gasser AG11.11.2006, 09.12.2006 Jacques Ballenegger, dipl. Ing HTL, physique du bâtiment 27.11.2006 M.Fleury, Holcim Eclépens08.01.2007 Peter Stingl, Stadtplanungsamt Winterthur02.04.2007 Claude-Alain Roulet, physique du bâtiment19.04.2007 M. Jentsch, Bricosol AG, producteur de dalles à hourdis

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Liste des images

fig. 3: Kermaische Werkstoffe: Baustoff Atlas, p.50fig. 5: Materialflussrechnung für die Schweiz 2005, p.49fig. 7: Das Wesen des neuzeitlichen Backsteinbaues, p.59fig. 8: Contextes, p.89fig. 9: Contextes, p.92fig. 10: Contextes, p.135fig. 11: Opere et progetti. Massimo e Gabriella Carmassi, p.55

fig. 13: Alejandro de la Sota, p.89fig. 14: GA Document. Special Issue 2. Modern Architecture 1851-1919, p.99fig. 15: AV Monografìas 101. Miguel Fisac, p.25fig. 16: AV Monografìas 101. Miguel Fisac, p.28fig. 17: AV Monografìas 101. Miguel Fisac, p.27fig. 18,19,20: AV Monografìas 101. Miguel Fisac, p.23fig. 21: Alejandro de la Sota, p.37fig. 22: Alejandro de la Sota, p.35fig. 23: Alejandro de la Sota, p.38fig. 24: Hans Kollhoff, p.65fig. 25: Architektur konstruieren. Vom Rohmaterial zum Bauwerk. Ein Handbuch, p.55fig. 26: Renzo Piano. Building Workshop, p.165fig. 27: Renzo Piano. Building Workshop, p.49fig. 28: GA Document. Special Issue 2. Modern Architecture 1851-1919, p.179fig. 29: Das Wesen des neuzeitlichen Backsteinbaues, p.136fig. 30: GA Document. Special Issue 2. Modern Architecture 1851-1919, p.178fig. 31: Eladio Dieste.Innovation in Structural Art, p.130fig. 32: Eladio Dieste.Innovation in Structural Art, p.134fig. 33: Eladio Dieste.Innovation in Structural Art, p.131fig. 34: Eladio Dieste.Innovation in Structural Art, p.131fig. 35: Eladio Dieste.Innovation in Structural Art, p.210fig. 36: Mies in Berlin, p.225fig. 37: Grundlagen der Architektur. Studien zur Kultur des Tektonischen, p.184fig. 38: Mies in Berlin, p.225fig. 39: Architektonisches Potential von Dämmbeton, p.12fig. 40: Bautechnik der Römer, p.181fig. 41: La construction Romaine, p.81fig. 42: Bautechnik der Römer, p.208fig. 43: Bautechnik der Römer, p.216fig. 44: GA Document. Special Issue 2. Modern Architecture 1851-1919, p.43fig. 45: GA Document. Special Issue 2. Modern Architecture 1851-1919, p.43fig. 46: Hochhausbau in Backstein, p.23fig. 47: Hochhausbau in Backstein, annexe IXfig. 48: Hochhausbau in Backstein, p.17fig. 49: Hochhausbau in Backstein, p.20fig. 50: Massimo Carmassi. Architettura della semplicità, p.45fig. 51: Massimo Carmassi. Architettura della semplicità, p.41fig. 52: Massimo Carmassi. Architettura della semplicità, p.41fig. 53: Mauerwerk Atlas, p.254fig. 54: Das Wesen des neuzeitlichen Backsteinbaues, p.143

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fig. 55: -fig. 56: Practical design of masonry structures, p. 233/260fig. 57: Brickwork Volume 2, p.37fig. 58: Brickwork Volume 2, p.40fig. 59: Brickwork Volume 2, p.41fig. 60: Brickwork Volume 2, p.88fig. 61: Brickwork Volume 2, p.89fig. 62: Brickwork Volume 2, p.88fig. 63: Brickwork Volume 2, p.93fig. 64: Baumeister 10 / 2003, p.30fig. 65: Baumeister 10 / 2003, p.30fig. 66: The Drawings of Palladio, p.86fig. 67: Sergion Bates architects. Brick-work: thinking and making, p.43fig. 70: TFB Schweizfig. 73: tec21, 16-17/2004, p.8fig. 79: Ziegel K Presse, 18 novembre 2006, p.11fig. 90-93: Jacques Ballenegger, Gartenmann Engineering Bern

RemerciementsJ’aimerais remercier à Luca Ortelli, Claude Morel, Aurelio Muttoni et Marie-Claude Bétrix de m’avoir suivi pendant ce Projet de Master.

J’aimerais aussi remercier à Anita Frei, Christian Ehmann, Nicolas Käser, Jacques Ballenegger , Claude-Alain Roulet, Vincent Jeauffre, Stefano Zerbi, Heinz Reber et bien sur ma familie pour leur engagement!

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Fig. 89

Fig. 90

Fig. 91

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Annexes

Annexe A : Production de la brique, visite de la briqueterie Rapperswil

L’extraction de l’argileL’extraction de l’argile se fait toujours à ciel ouvert dans des carrières, il n’existe pas de systèmes d’exploitation sous terre. La carrière est le cœur de la briqueterie. Les argiles qui s’y trouvent sont décisives pour la fabrication du produit. La qualité et la composition de cette matière première vont déterminer le produit final. Chaque argile a ses propriétés propres et ne se prête pas à tous les produits cuits finaux. Une tuile ne se produit pas avec la même argile qu’une brique normale. Une analyse chimique des couches permet de savoir à quel type de produit l’argile se prête le mieux. Le choix d’une nouvelle carrière signifie des investissements importants pour une briquet-erie. Avant l’exploitation, une étude d’impact est nécessaire pour se rendre compte des effets sur l’environnement. Avec l’aide de spécialistes, la briqueterie établit un schéma d’exploitation qui fixe les conditions d’extraction de l’argile. Pour des questions de prix de revient, on n’envisage pas de transporter les matières premières provenant de carrières plus lointaines. La majorité des lieux de production en Suisse possède une carrière à proximité (voir fig XY) ce qui réduit les coûts de transport à un minimum. La briqueterie conclut des contrats d’exploitation avec les pro-priétaires. Pour assurer la rentabilité du projet, ceux-ci doivent durer au minimum 40 ans.

La première couche du terrain (la terre végétale) est déposée à côté, pour pouvoir être remise à la fin de la période d’exploitation. Une carrière est rarement composée d’une seule couche d’argile, souvent il y a plusieurs couches avec des compositions différentes. Entre les couches, on peut trouver d’autres matériaux comme des strates de silex ou de calcaires. Celles-ci doivent être éliminées lors de l’exploitation de la carrière. Après, chaque couche est exploitée séparément pour éviter un mélange et donc une pollution des argiles différentes. Le terrain d’exploitation doit être équipé d’un système de drainage pour éviter l’accumulation d’eau dans la carrière. Quand la carrière est épuisée, en Suisse, il y a généralement deux scénarios possibles. Soit on remplit la car-rière avec un autre matériau (p. ex déchets de chantier), et la carrière devient une décharge qu’on va ensuite recouvrir avec la terre végétale, soit on transforme la carrière en biotope, qui offre un milieu naturel spécifique pour une certaine faune et flore.

L’extraction se fait à l’aide de pelleteuses. L’argile est un matériau assez souple et ne pose pas de grandes difficultés d’extraction. Les briqueteries qui ont leur carrière à proximité l’exploitent durant toute l’année. Pour les carrières se trouvant loin du lieu de production, les entreprises esti-ment leur besoin annuel en matière brute et généralement l’extraction du matériau nécessaire se fait dans une seule période dans l’année. La briqueterie a intérêt à réaliser l’excavation la plus intense et la plus courte possible, pour réduire les coûts. Normalement, ce sont des entreprises spécialisées, avec l’équipement nécessaire, qui effectuent l’extraction et le transport jusqu’à la briqueterie. La pollution et le bruit sont ainsi limités à un minimum.

Devant la briqueterie, la matière première passe à travers un premier système de concassage et est déposée en fines couches horizontales formant des grands tas en plein air (fig. xy). Ce système per-met une première homogénéisation de la matière première. Ensuite, la matière sera prélevée de fa-çon perpendiculaire (verticalement si les couches de dépôt sont horizontales). L’homogénéisation de la matière première est importante pour garantir une qualité constante du produit final.

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Fig. 92

Fig. 93 Fig. 94

Fig. 95

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Préparation de l’argileLa matière première reçoit un traitement important avant d’être formée et cuite. Le but est d’en faire une pâte homogène et plastique. Cette préparation est essentielle, car les dégâts et défauts des briques sont généralement causés par des pâtes de moindre qualité et rarement lors du séchage et de la cuisson.

On distingue deux méthodes de préparation : sèche et semi humide. La préparation sèche est surtout possible dans des pays à climat sec. Dans d’autres pays, ce système est plus coûteux car il faut pré-sécher l’argile. Il permet d’obtenir des granulométries les plus fines grâce à l’effritement des particules. Plus la granulométrie est fine, plus l’homogénéité du produit final est grande, la ré-sistance mécanique améliorée, la qualité de la surface meilleure. En Suisse, on utilise le traitement semi humide. Contrairement à la préparation sèche, les grains du mélange ne sont pas effrités mais écrasés. La granulation est moins fine, le mélange donc moins homogène. L’effritement se fait à l’aide de systèmes de meules et broyeurs laminoirs. Dans une première phase, les impuretés (graviers, cailloux, déchets) sont éliminées. Après on concasse l’argile pour pouvoir l’humidifier à l’aide des meules. Un laboratoire analyse l’argile et décide s’il faut mélanger des ajouts pour changer la composition de la matière de base. Le mélange final, humidifié, passe à travers un système de broyage. Le mélange reste pendant deux ou trois mois dans une fosse, en allemand « Sumpfhaus », maison des marais. Le but est d’obtenir une homogénéisation de l’humidité du mélange, donc éviter qu’il reste des grains secs dans le mélange.

FaçonnageL’humidité initiale du matériau peut varier selon la carrière, le mode de stockage et la prépara-tion. Avant de partir dans la mouleuse, la pâte doit être obligatoirement soumise à un traitement pour lui donner de la plasticité et assurer une bonne cohésion du mélange. La pâte est enrichie avec de l’eau ou on lui injecte de la vapeur d’eau sous pression, augmentant son taux d’humidité (entre 15-30% par rapport au poids sec du mélange). La pâte ne doit pas être trop sèche sinon elle manque de cohésion, ni trop humidifiée sinon elle est trop molle et se déforme après être passée à travers la mouleuse ou la presse. Il y a deux possibilités pour former la brique : généralement elle est extrudée à travers la mouleuse, certaines briques pleines (et les tuiles) sont pressées. Une fois que la pâte a la bonne consistance, elle est pompée à haute pression à travers une mouleuse. Une filière, installée à la fin de la mouleuse, donne la forme finale à la pâte. Comme pour tout système d’extrusion, la filière peut prendre presque n’importe quelle forme, la variation des profils des briques est donc considérable. Le produit sort en filé et est découpé aux dimensions souhaitées à l’aide d’un coupeur à fil.

CuissonLa brique qui maintenant a déjà sa forme finale doit sécher pour perdre l’eau rajoutée pour passer la pâte à travers la mouleuse, sinon elle éclaterait lors de la cuisson, à cause de la pression de l’eau évaporée. La brique est séchée dans des séchoirs statiques (chambres) ou des séchoirs tunnels, toujours dans des atmosphères contrôlées avec une température ambiante entre 60 et 80 degrés. Les séchoirs sont chauffés avec l’air des fours. Le séchage à l’air libre n’existe plus, car il ne permet pas d’obtenir la qualité exigée et prend beaucoup de temps. Avant le séchage, tous les grains sont entourés d’un film fin d’eau (voir fig. xy). Lors du séchage, cette eau s’évapore, les grains se rapprochent de plus en plus et forment un système poreux. La brique perd légèrement de son volume. Finalement les grains s’emboîtent complètement les uns dans les autres. Le volume ne diminue plus, l’humidité finale est évacuée. L’argile a perdu sa plasticité et la brique est prête à la cuisson. Tout ce processus doit se faire lentement, car un séchage trop rapide engendrerait des dégâts (fissurations à cause des pertes de volume asymétriques). Le processus de séchage est réversible. Une brique sèche exposée à un air ambiant avec une grande humidité relative va

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Fig. 96

Fig. 97

Fig. 98

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l’absorber, jusqu’à atteindre un équilibre entre humidité dans la brique et air ambiant. Si une cou-leur est souhaitée, les briques ou tuiles sèches sont traitées avec une vase argileuse, contenant des oxydes métalliques.

Pour pouvoir donner à la brique sa grande résistance mécanique et sa stabilité à l’humidité (donc sa résistance aux intempéries), il est nécessaire de la soumettre à la cuisson à des températures élevées. Pour garantir que chaque brique aura le même comportement physique et le même vol-ume, toutes les briques doivent être soumises en même temps aux mêmes effets thermiques, une chose assez difficile pour de grandes quantités. Les briqueteries en Suisse cuisent sept jours sur sept. On produit en cinq jours la quantité qui peut être brûlée en sept jours. Les briques sont cuites entre 900-1500 degrés. A chaque stade de température des choses différentes se passent :- 200°C évaporation des derniers restes d’eau résiduelle dans l’argile- 200-450°C élimination des matériaux organiques (donc augmentation de la porosité)- 400-680°C décomposition des minéraux argileux- dès 800°C les fondants (feldspath, minéraux alcalins) contenus dans les mélanges entrent petit à petit en réaction (fusion liquide) donnant aux produits leurs qualités mécaniques définitives.

Cette phase de fusion liquide - le frittage - peut être appliquée à d’autres minéraux ayant une tem-pérature de fusion plus élevée. Cette cuisson à haute température mène à la vitrification (grésage / frittage) qui cause une baisse importante de la porosité et donc un retrait important du volume. Les parties fondues englobent les parties encore poreuses et forment ainsi une brique étanche, non poreuse. C’est le cas des clinquer, par exemple.

Après refroidissement, les briques sont stockées jusqu’à leur mise en oeuvre sur le chantier. Cer-tains types de briques suivent encore d’autres traitements après le refroidissement. Par exemple les briques isolantes sont rectifiées pour obtenir des surfaces absolument planes pour pouvoir les poser à sec.

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Fig. 99

Annexe B : Calculs thermiques

93

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Fig. 100

94

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95

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Fig. 102

96

97

Coefficient U du nez de dalle: 0.47 W/m_K.Pont thermique correspondant à un raccordement de vitrage tout à fait habituel.Comment tient le revêtement extérieur?

Coefficient U du nez de dalle: 0.625 W/m_ KC'est plus isolant que le vitrage, et le risque de condensation (température desurface de 15°C ou moins) n'apparaît que sur le cadre des fenêtres, ce qui estusuel.Par rapport au mur isolé, le pont thermique représente un coefficient linéiquesupplémentaire de 0,24 W/m K, ce qui est à la limite de l'acceptable selon SIA380/1.

Ce pont thermique est standard, et acceptable. Il ressemble à tout raccord defenêtre sur un mur bien isolé. Il passe environ 8 Watt par mètre courant dans lenez de dalle, pour 20°C de différence.Coefficient U du nez de dalle: 0.55 W/m_K.Il y a éventuellement risque de moisissure sur le cadre de bois, comme sur tousles cadres de fenêtres!

98

On a ici une bonne isolation continue. Le mur a un U = 0.2 W/m_K environ, et lecadre de fenêtre ne constitue pas un pont thermique.

Le bord de fenêtre représente un pont thermique de 0,3 W/m k, à la limite del'acceptable selon SIA 380/1. Pas de risque de moisissure sauf sur le cadre defenêtre, ce qui est normal.En d'autre termes, le bord de brique conduit autant de chaleur que environ 2,8 mcourant de mur, qui lui est très bien isolé (U = 0,1 W/m_K environ).

99

Abschnitt in

EN 206-1: 2000/

A1:2004

Werte Anforderungen

Allgemeine Anforderungen: Norm:

Expositionsklassen EN 206-1 4.1XC4(CH) XF1(CH)

XD1(CH) XD2(CH)

NA 3.1.47 0.5

Mindestzementgehalt NA 5.3.4 300

Wasserleitfähigkeit SIA 262/1 Anhang A NA 5.3.4 qw 7.42 g/(m2/h) < 10.0 g/m

2/h

SIA 262/1 Anhang B NA 5.3.4 DCL 9.8 -12 -

SIA 262/1 Anhang C NA 5.3.4 m28 = 44 g/m2 < 200 g/m2

(hoher Widerstand)

Konsistenzklasse (Verdichtungsmass) EN 12350-4 4.2 C3

Grösstkornklasse Dmax EN 12620 4.2.2 Dmax 32

Druckfestigkeitsklasse EN 12390-3 4.3.1 LC8/9

EN 197-1 5.2.2 0.00150.02% nach

20 Wochen

Chloridgehaltsklasse EN 206-1 5.2.7 CL 0.10

Gesteinskörnung (leichte Gesteinskörnung) EN 13055-1 5.2.3 100% Schaumglas zertifiziert

EN 934-2 5.2.6 FM+LP zertifiziert

EN 12350-6 4.3.2 D1.0/1.2

Besondere Eigenschaften:

- 0.13 W/(m*K)

deklarierter

Rechenwert für

Energienachweis

SIA 181 - R'w 53-54 dB

,28 -0.44 0/00

,56 0.52 0/00

elastische

Längenänderung -0.55

0/00

Längenänderung

infolge Kriechen -0.22

0/00

Kriechzahl ..... 0.4

SIA 262/1 Anhang G 5'900 N/mm2

Biegezugfestigkeiten SN EN 12390-5 fct 2.1 N/mm2

NF P 18-454 LCPC NA 5.2.3.4 -0.0015 o/oo 0.02

o/oo

Ausschreibungstext: Beton nach

SN EN 206-1:2000

Beton nach

Eigenschaften

Festigkeitsklase LC8/9

ExpositionsklasseXC4(CH) XF1(CH)

XD1(CH) XD2(CH)

Grösstkorn Dmax 32

Chloridgehaltsklasse CL 0.10

Konsistenzklass C3

Rohdichteklasse D1.0/1.2

Datenblatt MisaporDämmbeton

Beton nach Eigenschaften SN

EN 206-1:2000/A1:2004

Frost-Tausalzwiderstand (Aufgrund der

Expositionsklassen nicht zu bestimmen!)

max w/zeq

Chloridwiderstand

Zement (Alkali- Aggregatreaktion AAR!)

Performance Test nach LCPC

Zusatzmittel

Elastizitätsmodul

Rohdichteklasse (für Leichtbetone)

Alkali- Reeaktion Performance Test

SIA 262/1 Anhang F

SIA 262/1 Anhang F

Schwinden

Kriechen

Wärmedurchlasswiderstand

Schalldämmmass (bewertetes Bauschalldämmas)

by

Diese Angaben entsprechen dem derzeitigen Wissensstand und beziehen sich nur auf MisaporBeton. Bitte informieren Sie

sich, ob diese Angaben dem heutigen Stand entsprechen:

100

Annexe C : Réduction des planches du rendu final

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rofesseur A

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P

Bâtim

ent 1

Bâtim

ent 2

Critique I

Construction en plaques et dalle: plan / coupe / élévation de l'élém

ent préfabriqué rempli avec du cim

ent léger (type Liapor) 1:20U

= 0.34 W

/m2K

Critique II

Mur assem

blé de tubes et linteaux : détails de l'élément préfabriqué rem

pli avec béton isolant (typ Misapor) 1:20

U =

0.27 W/m

2K

Critique III

Assem

blage avec élément ouvert , rem

pli sur place avec flocons (type Isocell) 1:20U

= 0.1 W

/m2K

Critique I F

açade type

Critique I D

étail de l'appui sur la dalle

Critique II S

chéma d'assem

blage

Elévation nord, ext 1:50

Elévation int 1:50

Plans appartem

ents types 1:50

Elévation m

ur int 1:50

Elévation int 1:50

Elévation ext 1:50

Vérification des ponts therm

iques:A

ucun risque de condensation à l'intérieur (température int.

15°C) / D

étail A est un

pont thermique standard et ressem

ble à tout raccord de fenêtre sur un mur bien isolé /

Détails B

et D sont à la lim

ite de l'acceptable selon la norme S

IA 380/1 / D

étails C

Détail A

Détail B

Détail C

(Loggia)D

étail D

jour 2

jour4

jour 0

jour 5

jour 20

Vitesse d'éxécution:

Une fois que la fondation est term

inée, le bâtiment peut être

théoriquement au sec en 20 jours avec les fenêtres accrochées et

les installations sanitaires complètem

ent branchées.

Dalle:

48 éléments de dalle de hourdis préfabriqués (type T

onfertigdecke Bricosol),

tenus ensemble par un anneau de contournem

ent en béton, les cages d'escaliers sont suffisantes pour le contreventem

ent.

Systèm

e de chauffage:P

ompe à chaleur pour l'ensem

ble de l'ilôt, chauffage au sol, divisé en deux sections donc possibilité d'adaptation aux différentes orientations

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