REPLAY WEBINAR # 8 | Décryptage avec Sto | Construction bois de grande hauteur et performances des ETICS sur façades bois

Le développement de bâtiments de grande hauteur en bois est effectif depuis quelques années, notamment en France. Avec l’émergence de solutions techniques adaptées, ils représentent un vecteur de structuration de la filière bois. Ils constituent des précédents qui permettent de capitaliser en vue de massifier l’usage du bois dans la construction.

Parmi les solutions développées, notons les systèmes d’isolation thermique par l’extérieur support d’enduit (ETICS). Ce webinaire présente donc les performances des ETICS sur façades bois, en mettant en avant une opération de bâtiment de grande hauteur en cours de réalisation à Strasbourg.

FAÇADEBOIS.COM a donc organisé ce 8^e webinar technique avec son partenaire industriel Sto, en associant l’entreprise Mathis et le bureau d’études Ingénéco Technologie, pour partager ce retour d’expérience et apporter des perspectives quant à l’usage de ces solutions.

Quelles sont les performances des ETICS sur façades bois ?

Les systèmes d’isolation thermique par l’extérieur support d’enduit se développent pour répondre aux besoins existants et émergents. Ils contribuent aussi au développement de bâtiments de grande hauteur en bois. Il est toutefois nécessaire de connaître et maîtriser les performances des ETICS sur façades bois, pour limiter tout risque de dégradation. Ces enseignements et ces expériences sont importantes à capitaliser en vue de massifier l’usage du bois dans la construction, y compris sur des immeubles de moindre envergure.

FAÇADEBOIS.COM a choisi d’aborder le sujet, pour démontrer que ces systèmes sont parfaitement adaptés sur des bâtiments multi-étages en bois. La présentation de diverses solutions permet d’envisager une application sur d’autres typologies de bâtiments, avec aussi différentes natures d’isolants ou de finitions extérieures. Pour aborder ces thématiques, 3 experts apportent leur témoignage complémentaire. La société Sto, en tant que pionnier et leader de solutions d’isolation thermique par l’extérieur (ITE), présente ses systèmes développés et leurs performances. L’application du système sur un bâtiment de grande hauteur à Strasbourg est présentée par l’entreprise Mathis. Enfin, en sa qualité de bureau d’études spécialisé et d’assistant à maîtrise d’ouvrage sur l’opération strasbourgeoise, Ingénéco Technologie nous parle des outils pour faciliter l’expérimentation et permettre la capitalisation.

Retrouvez l’ensemble des présentations, le REPLAY en vidéo, ainsi que la société Sto.

Développements et enseignements, un vecteur de structuration de la filière bois !

Montrer la gamme de systèmes d’isolation thermique par l’extérieur support d’enduit existants et les possibilités qu’ils offrent dans la construction était donc le thème de ce webinaire organisé le jeudi 18 novembre à 11h30, par FAÇADEBOIS.COM, pour lequel 200 personnes étaient inscrites. Voir l’invitation.

Grâce à ces réunions autour d’acteurs compétents, il est ainsi possible de mieux connaître l’offre et d’en maîtriser la mise en œuvre, dans le respect des textes règlementaires. C’est tout l’objet de ce nouveau webinaire, qui présente aussi des outils pour mieux prescrire les solutions existantes. Le partage de connaissances est ainsi un vecteur de la structuration de la filière bois et démontre tout son potentiel, pour l’ensemble des typologies de projets de construction.

Pour cela, la société Sto est intervenue, par l’intermédiaire de son Directeur Technique France, M. Jean-Philippe NDOBO-EPOY. Sto a été créé en 1835 en Allemagne. Depuis 1955, elle développe des systèmes d’isolation thermique par l’extérieur qui en font aujourd’hui le leader du marché. Ces quelque 65 ans d’expérience offrent aux professionnels un accompagnement sur mesure et un partage du savoir-faire complet. En France, Sto est implantée sur 17 sites, sachant que le siège social est à Bezons (95). L’équipe « Sto Technique » est composée de 9 personnes pour accompagner au mieux les professionnels du bâtiment. En complément, l’équipe « Sto Design » est disponible pour aider les architectes et maîtres d’ouvrage dans leurs choix esthétiques et colorimétriques des façades mises en œuvre.

L’entreprise Mathis, créée en 1809 et située à Muttersholtz (67) est un charpentier industriel. Son activité permet de concevoir, fabriquer et poser des solutions de structure bois. Spécialiste du bois lamellé-collé, l’entreprise travaille sur des bâtiments de grande envergure (ex : Grand Palais éphémère de Paris, Piscine du Village Olympique de Paris…). M. Pascal TOUSSAINT, responsable du bureau d’études, conception et qualité, intervient pour parler du projet de « L’Orée des 2 Rives », en cours de construction à Strasbourg.

Enfin, M. Éric DIBLING, fondateur et dirigeant d’Ingénéco Technologie, présente notamment un guide d’aide à la conception d’ETICS sur construction ou façade à ossature bois. Grâce à ses missions de consultance, d’expertise, d’accompagnement à la maîtrise d’ouvrage (AMO) ou encore de formation, ce bureau d’études colmarien démontre aussi l’importance de capitaliser les expériences et d’anticiper les questionnements en phase projet, pour massifier efficacement l’usage du bois dans la construction.

Le développement de bâtiments de grande hauteur en bois : exemple de « L’Orée des 2 Rives », programme démonstrateur Îlot Bois !

L’Îlot Bois de Strasbourg est un projet emblématique qui contribue au développement de bâtiments de grande hauteur en bois. Sa construction fait l’objet de nombreux partages d’expérience, qui permettent de capitaliser en vue de massifier l’usage du bois dans la construction.

Pascal TOUSSAINT développe ainsi la genèse du projet, apporte son retour d’expérience et évoque les choix architecturaux effectués lors de la conception-réalisation avec l’architecte Lucquet Architectes. L’Îlot Bois est un projet porté par l’Eurométropole de Strasbourg (EMS), débuté en 2012. Divisé en 4 lots, il comporte un programme de 400 logements, sur 29 600 m² de surface de plancher (SP). Les bâtiments multi-étages vont de R+5 à R+10. Il s’agit de développer un projet démonstrateur à coûts maîtrisés. Mathis SA a travaillé sur le lot n°3 porté par Pierres et Territoires de France Alsace (PTFA), le groupe SNI et la SNAP (Société Nationale d’Accession à la Propriété). Il se compose de 2 bâtiments, de R+5 à R+8 (soit 29 m de hauteur maximale des façades). Il s’agit de 2 immeubles de 3^e famille A (pour le bâtiment avec duplex) et B (sans duplex).

D’un point de vue structurel, le socle R+1 est en béton, ainsi que les circulations verticales. La structure porteuse est en poteaux bois et poutres bois ou métalliques. Les planchers sont en panneaux de bois massif (CLT). La toiture-terrasse est en bois lamellé-collé et en panneaux CTBH. Enfin, les façades porteuses en bois sont en panneaux nervurés, appelés murs AZURTEC®, sauf sur le dernier niveau en murs ossature bois, selon le DTU 31.2 (Document Technique Unifié). Ces murs développés par Mathis sont sous Avis Technique. Ils disposent d’épines (poteaux) en bois lamellé-collé qui redescendent les charges, collées sur un panneau CLT qui assure le contreventement. La trame des épines est régulière (2,70 m).

Les revêtements sont à la fois du bardage bois, conforme au DTU 41.2, et le système d’ETICS développé par Sto. La résistance thermique totale de la façade (hors ponts) est de 7 m².K/W. L’étanchéité à l’eau et au feu est assurée avec des précadres monoblocs soudés. Ils ont fait l’objet d’une certification « CTB Composants et Systèmes bois ».

Sur le chantier, le bâtiment a été découpé par phase (une phase = un niveau). Il faut compter 2 semaines par phase (une semaine pour les murs, l’autre pour les planchers).

Il y a eu un Plan Assurance Qualité complet pour la gestion de l’humidité. Ainsi, pour protéger les façades verticales, le pare-pluie est posé en atelier avec 10 cm de recouvrement. Des compribandes sont disposés en périphérie du mur CLT. Les ouvertures sont recouvertes d’un film transparent (polyane), pour permettre une bonne luminosité dans le bâtiment.

Les systèmes mis en œuvre, malgré l’existence d’un avis technique de STO, a dû faire l’objet d’une ATEx (Appréciation Technique d’Expérimentation). En effet, dans l’avis technique de Sto, les murs CLT ont une hauteur maximale de 3 m, alors qu’elle est de 3,10 m sur ce chantier. Aussi, la hauteur du bâtiment est de 29 m, alors que l’Avis Technique ne couvre que des usages allant jusqu’à 9 m. Cette ATEx est composée de différents tests :

• Modélisation avec déplacements horizontaux et verticaux ; flexion des façades ; analyse dynamique ; fixation de l’isolant sur le CLT ;
• 2 essais AEV (air, eau, vent) pour l’étanchéité, faits au CSTB, aussi bien sur les murs AZURTEC® et sur les murs ossature bois, pour analyser les jonctions (les charges maximales calculées atteignaient 950 Pa) ;
• Comportement hygrothermique ;
• Sécurité d’utilisation : choc de conservation ;
• Comportement au feu : même si on disposait déjà de 2 appréciations de laboratoire (Sto sur le feu de façade et murs AZURTEC®), mais il fallait 2 avis de chantier en complément (un porté par Sto et Mathis sur les feux de façade, et un porté par un industriel de plaque de plâtre pour les feux intérieurs).

Quels sont les systèmes d’isolation thermique par l’extérieur support d’enduit ?

Différents systèmes d’isolation thermique par l’extérieur support d’enduit ont été développés par Sto pour répondre à la demande. Petit tour d’horizon de ces solutions et des performances des ETICS sur façades bois. 

Jean-Philippe NDOBO-EPOY évoque ainsi différents produits existants :

• StoVentec®: système de façade ventilée sur ossature bois, qui peut accueillir en extérieur un enduit, des briquettes ou encore du verre… Ce produit, avec un enduit minéral, est classé A2 en matière de réaction au feu. Cette façade est compatible avec toutes les familles de bâtiment ;
• StoTherm Classic COB®: système avec enduit sur polystyrène, compatible en 1^re et 2^e Les travaux sont en cours pour le rendre applicable en 3^e famille ;
• StoTherm Wood 1®: système avec enduit sur fibre de bois, ce qui est meilleur d’un point de vue de l’empreinte carbone. Les essais LEPIR pratiqués concernant le feu ont confirmé son usage possible de la 1^re à la 3^e famille ;
• StoTherm Minéral COB®: système avec enduit sur laine de roche dense, qui est incombustible et fait office d’écran thermique. Il est applicable en 3^e et 4^e

C’est cette dernière solution qui est détaillée par la suite.

Il s’agit donc d’un enduit mince sur isolant (60 à 120 mm d’épaisseur selon l’avis technique). Des tests ont montré que l’épaisseur pouvait même atteindre 240 mm avec maintien des performances de stabilité dimensionnelle. Mais une ATEx ou avis de chantier est nécessaire dans ce cas-là, avant mise en œuvre. L’isolant est directement chevillé sur le pare-pluie et ne nécessite pas de collage sur les panneaux (4 à 6 chevilles par panneau). Ceci représente un réel avantage sur chantier pour protéger de la pluie les systèmes Stockés durant la construction du bâtiment. Un sous-enduit minéral de 3 mm est classé A2 en réaction au feu. Un des conseils donnés consiste à mettre en charge les niveaux, avant de faire les travaux de façades. En effet, l’ajout des équipements, des plaques de plâtre intérieures… peut générer un léger tassement du bâtiment. Les façades doivent donc être montées après cela, pour ne pas avoir d’écart dimensionnel et assurer ainsi une parfaite étanchéité.

Aussi, pour anticiper les mouvements du bois, des joints de dilatation horizontaux Sto-Profils « OT / UT » sont posés au droit du plancher, à chaque étage. Ces joints confèrent aussi une bonne gestion de l’aspect esthétique, sans remettre en cause l’étanchéité à l’eau. Les jonctions menuiseries / précadres sont assurées avec des compribandes étanches. De même, les jonctions précadres / pare-pluie sont faites par du scotch étanche.

Concernant les performances au feu, la résistance est de 60 minutes de l’intérieur vers l’extérieur (par une double plaque de plâtre). Elle atteint 30 minutes de l’extérieur vers l’intérieur, grâce à l’écran thermique rigide que représente la solution ETICS laine de roche. L’appréciation de laboratoire délivrée par le CSTB sur les feux de façade est disponible.

Ce système assure donc des fonctions multiples, à savoir :

• une isolation thermique ;
• la sécurité incendie ;
• l’esthétique, car avec les joints de dilatation, aucun déflecteur de 50 mm que l’on trouve sur des façades bois ventilées n’est nécessaire.

Enfin, notons le caractère respirant de StoTherm Minéral COB®, avec une valeur Sd < 1 m. Cela permet d’éviter toute condensation au sein de la paroi, et donc tout risque de dégradation liée à l’humidité. Côté extérieur, l’enduit protège aussi la laine de roche. Les tests de déformation effectués ont montré une grande élasticité. Des travaux sont donc en cours pour voir si les joints peuvent n’être posés que tous les 2 niveaux, voire même pouvoir à terme les supprimer.

Sto met à disposition des dizaines de détails techniques, pour une parfaite mise en œuvre de ces solutions.

Capitaliser en vue de massifier l’usage du bois dans la construction !

Les enseignements capitalisés sont essentiels pour devenir vecteur de structuration de la filière bois, via la reproductibilité. À ce titre, M. DIBLING apporte une vision stratégique et organisationnelle, pour accompagner le développement du bois dans le bâtiment. Il présente notamment des nouveaux guides de systèmes d’isolation thermique par l’extérieur support d’enduit.

S’agissant du développement de bâtiments de grande hauteur en bois, Ingénéco Technologies a été AMO de l’aménageur de l’opération « Îlot Bois », afin d’en fixer les ambitions. Le bureau d’études a aussi été conseil en innovation et assurabilité pour le compte de l’Eurométropole de Strasbourg. L’objectif étant la massification des systèmes, il est nécessaire (bien que difficile) de transformer les projets démonstrateurs en prototype (en vue d’une production en série). C’est bien là un vecteur de structuration de la filière bois et des filières bas carbone.

Il est rappelé que 70 % d’une construction bois n’est pas en bois. D’où l’enjeu de montrer la compatibilité des autres systèmes avec le bois. Pour cela, notons l’existence d’un « Club des Industriels » au sein d’ADIVBOIS, qui regroupe 5 thématiques :

• 2 groupes « Façades » ;
• 1 groupe « Sols spéciaux » ;
• 1 groupe « Doublages » ;
• 1 groupe « Menuiseries ».

Ils ont pour vocation de faciliter les évaluations techniques et / ou règlementaires, et d’accélérer la cristallisation jurisprudentielle de procédés pas tout à fait innovants, mais pas encore reconnus comme traditionnels. Il est donc important, lorsqu’on souhaite faire de l’innovation, de ne pas ouvrir trop de sujets en même temps, et d’accepter le temps long que cela nécessite, pour limiter le risque d’échec.

2 guides ETICS sont récemment parus, alors qu’un 3^e est en cours de préparation (douches accessibles sur plancher bois). Il s’agit du :

• guide d’aide à la conception d’ETICS sur construction ou façade à ossature bois ;
• guide d’aide à la conception de bardages en terre cuite sur construction ou façade à ossature bois.

Ces deux guides sont disponibles en téléchargement ici

Le premier concerne davantage les parois chaudes (y compris avec une façade non porteuse), tandis que le second s’intéresse surtout aux parois froides (façades ventilées).

Les critères d’emploi de ces guides sont à étudier avant tout usage. Ils précisent notamment que cela concerne :

• une hauteur de plancher bas au dernier niveau à 50 m maximum ;
• des ETICS sur laine de roche uniquement ;
• etc.

Enfin, il est noté la nécessité d’anticiper au maximum les décisions, car, les marges de manœuvre sont beaucoup plus importantes en amont du projet (montage) qu’à la fin (construction). C’est par la capitalisation des expériences que nous pourrons massifier l’usage du bois dans la construction, et réaliser l’objectif de 1 000 000 m² de surface habitable construite en bois, sur 3 ans glissants.

Quelles sont les interrogations restantes posées par l’auditoire sur l’opération et les systèmes présentés ?

• Comment assurer l’étanchéité horizontale du bâtiment et comment éviter l’humidification de la laine de roche en phase chantier ?

Un pare-pluie est posé horizontalement sur le niveau R+4. Toutes les jonctions sont protégées par des adhésifs. Des tests d’humidité sont effectués régulièrement sur site pour vérifier l’absence d’humidification du bois. La laine de roche, elle, est hydrofugée. Aussi, l’enduit est respirant, ce qui permet à l’isolant de sécher en cas d’infiltration d’eau. L’isolant, quand bien même il pourrait être humide, retrouve ses performances initiales une fois sec.

• Les balcons sont-ils vraiment désolidarisés ?

Effectivement, ils ne sont pas complètement désolidarisés dans le sens où ils sont fixés à la structure bois, avec des ferrures qui coupent le moins possible l’étanchéité. Cela permet d’éviter les dégradations liées à l’humidité. Les efforts redescendent bien dans la structure bois.

• Pourquoi avoir réalisé des murs ossature bois au dernier niveau, plutôt que d’appliquer des murs nervurés ?

Au dernier niveau, les efforts à reprendre sont bien plus faibles, et les murs ossature bois sont adaptés à ces conditions. Aussi, ils sont moins chers que les murs nervurés.

• Comment poser du bardage bois sur 29 m, alors que la limite est à 28 m ?

Le contrôleur technique a accepté de dépasser et d’atteindre le mètre restant, sans nécessiter de procédure d’ATEx. 

• Dans le système d’ETICS présenté, est-il possible de recourir aux agrafes, plutôt que de cheviller ?

Non, les agrafes peuvent être utilisées sur des isolants de fibres de bois denses, mais pas sur de la laine de roche.

• Y a-t-il une ATEx sur façade bois non porteuse avec le StoVentec® ?

Les travaux sont en cours. Il existe quelques ATEx de cas B sur certaines opérations, mais ce n’est pas encore généralisé avec une ATEx de cas A.

• Quel est le coût d’une ATEx ?

Pour des projets de la taille d’Ilot Bois, il faut compter entre 80 000 et 150 000 euros, selon la complexité du dossier et les tests à réaliser (feu, AEV, chocs, sismique, etc…). Cela dépend aussi si l’on dispose déjà de tests préliminaires sur des opérations précédentes pouvant être réutilisés, ce qui peut diminuer le coût et éviter les répétitions. L’élaboration du dossier complet représente environ 9 mois de travail. Sur l’opération de l’Îlot Bois, le coût a été partagé entre Sto, Mathis, le maître d’ouvrage ou encore l’association ADIVBOIS (tests AEV). Le maître d’ouvrage a aussi bénéficié du programme d’investissement d’avenir PIA 3, de l’ADEME. Il faut compter sur le partenariat entre les entreprises pour financer ces travaux et développer davantage d’ATEx de cas A. Ces démarches représentent des investissements en vue d’une reproductibilité.

• Les guides JOP présentés sur les ETICS ont-ils la même reconnaissance qu’un DTU ?

Non, les guides concernent des procédés constructifs qui sont à ce jour intrinsèquement non traditionnels et qui de toute façon appellent déjà évaluation. Ces guides constituent en revanche des outils de facilitations pour mener plus facilement ses demandes d’évaluation (Avis Techniques, ATEx…) de procédés intrinsèquement non traditionnels. En simplifiant grandement le propos, on pourrait rapprocher la portée de ces Guides JOP pour mener des ATEx, des CPT pour mener ses Avis Techniques. 

Un grand merci aux intervenants, Jean-Philippe NDOBO-EPOY, Sto , Pascal TOUSSAINT, Mathis et Eric DIBLING, Ingénéco Technologie pour leurs préparations et interventions riches d’enseignements.

Prochain rendez-vous, le mardi 14 décembre 2021 à 11h30 !

Le prochain webinaire aura lieu le mardi 14 décembre à 11h30, sur le thème des revêtements bois-composites et leur durabilité dans le temps. L’entreprise FIBERDECK présentera ses solutions, avec un retour d’expérience sur un projet ayant recours à ce type de produits.

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