R-Town Vertical 6 | Mass Timber Midrise
Le projet pilote R-Town V6 est le premier immeuble résidentiel de 6 étages à usage mixte développé en Ontario qui utilise entièrement le bois de masse comme principal système structurel. Ce bâtiment en bois à haut rendement énergétique a été conçu selon les normes Passive House et construit avec des matériaux à faible teneur en carbone. La décision d'utiliser du bois lamellé-croisé (CLT) pour les noyaux des ascenseurs et les enceintes des escaliers de secours a permis de simplifier la construction en éliminant le défi que représente l'intégration d'un noyau incombustible dans un bâtiment en bois. L'équipe a dû obtenir l'approbation d'une solution alternative car cette approche de la construction n'est pas conforme aux exigences normatives du code du bâtiment de l'Ontario pour la construction de bâtiments combustibles de 6 étages. L'équipe de développement avait pour vision d'apporter les avantages de la fabrication hors site au marché des immeubles de moyenne hauteur à Toronto et la conception en panneaux de bois de haute qualité développée pour R-Town V6 a permis de rationaliser le processus d'assemblage et de démontrer avec succès la preuve de concept pour les développements intercalaires difficiles. Cette approche moderne de la construction accélère et améliore la réalisation des projets et la conception polyvalente et reproductible contribue à une augmentation durable et nécessaire de la densité le long des artères urbaines, créant ainsi des logements plus attrayants et désirables dans des quartiers bien établis où l'on peut se déplacer à pied.
Le pont Roger Bacon - Nappan, Nouvelle-Écosse
Le pont Roger Bacon, à Nappan, en Nouvelle-Écosse, a été inauguré en décembre 2019. Le nouveau pont, nommé d'après un ancien député provincial et premier ministre provincial, a rouvert après deux ans de fermeture. L'ancien pont de Nappan avait succombé aux éléments et avait dû être fermé à la circulation en 2017. Il a depuis été remplacé par le plus long pont en bois à travée libre et à trois voies au Canada. Le pont de 40 mètres de portée assure un lien direct entre les villes d'Amherst et de Springhill sur la route provinciale 2 de la Nouvelle-Écosse. Le nouveau pont utilise une construction en arche de bois lamellé-collé traité sous pression (colossale) qui est considérablement plus légère et plus résistante aux conditions environnementales locales que les matériaux de construction concurrents. Avec une durée de vie estimée à 75 ans, le coût total du projet de remplacement du pont s'est élevé à $3 millions.
Résidence étudiante du Red Deer College - Red Deer, Alberta
La résidence étudiante du Red Deer College (RDC) est une structure en bois de 5 800 mètres carrés (60 000 pieds carrés), de cinq étages et de 145 unités, conçue et achevée pour répondre à la demande de 300 lits pour les Jeux d'hiver du Canada au début de l'année 2019. Le RDC a imaginé un bâtiment qui serait un point d'attache accueillant et amusant pour les étudiants ; le collège était bien conscient que l'isolement et le manque de soutien communautaire pour les étudiants ont une influence négative sur leur capacité à performer en classe et peuvent avoir un impact négatif sur leur santé mentale et leur bien-être. L'objectif était de créer une "résidence" qui ressemble davantage à un foyer. Manasc Isaac Architects, dirigé par Vedran Škopac, a proposé un hybride entre une résidence étudiante et un ensemble de sept "espaces de rassemblement public" distincts, répartis sur le périmètre des cinq étages du bâtiment. Dans le cadre de ce projet, l'équipe de M. Škopac a multiplié par 10 la quantité conventionnelle d'espaces sociaux. La résidence fait également office d'hôtel, offrant un hébergement pour des séjours de courte ou de longue durée. Un autre mandat de conception était d'incorporer des caractéristiques durables, ce qui a influencé la décision d'utiliser une structure en bois avec une enveloppe de bâtiment à haute performance qui maximise la performance thermique et le confort. Avec un budget de construction de $18,5 millions, le financement a permis d'installer des panneaux photovoltaïques sur les façades est, sud et ouest, qui fournissent environ 45 % de l'énergie dont la résidence étudiante a besoin. Bien que le bâtiment ne vise pas la certification, il a été conçu selon la norme LEED Gold. Exemple d'une approche innovante en matière de dortoirs, la résidence étudiante du Red Deer College donne la priorité à la qualité de vie et à la durabilité, tout en utilisant la construction en bois massif pour atteindre ces deux objectifs. Ce sont quelques-unes des raisons pour lesquelles elle a remporté un prix 2019 du Conseil canadien du bois dans la catégorie Wood Design & Building.
Le bois dans les bâtiments publics
Cette étude de cas examine deux bâtiments en bois, tous deux destinés à la vente au détail, mais qui utilisent des produits de bois de masse différents pour obtenir des effets très différents. Le supermarché Askew's Uptown Supermarket à Salmon Arm, en Colombie-Britannique, est doté d'un vaste toit en bois lamellé-collé (NLT) qui semble flotter au-dessus du plancher du magasin (figure 1.1), tandis que le Whistler Community Services Society Building à Whistler, en Colombie-Britannique, utilise une structure robuste et utilitaire en bois lamellé-collé apparent (glulam) et en bois lamellé-croisé (CLT), qui convient au cadre industriel du bâtiment (figure 1.2). En avril 2019, John Horgan, premier ministre de la Colombie-Britannique, a annoncé une nouvelle directive exigeant que les municipalités et le gouvernement de la province envisagent sérieusement l'utilisation du bois dans les bâtiments publics, à la fois comme matériau structurel et pour les finitions intérieures. L'objectif de cette initiative est d'accroître la demande pour les produits du bois de la Colombie-Britannique et d'aider l'industrie forestière à faire face aux impacts significatifs du changement climatique. À ce jour, ces impacts comprennent l'infestation du dendroctone du pin ponderosa et l'augmentation de la fréquence et de la gravité des incendies de forêt, deux phénomènes qui ont eu des conséquences négatives importantes pour l'industrie dans l'ensemble de la province. Lors de l'annonce de l'initiative, le premier ministre Horgan a déclaré : "Nous attendons du résultat qu'il maximise le potentiel de l'approvisionnement en bois existant, qu'il maintienne les emplois, qu'il tienne compte des intérêts des Premières nations et qu'il réponde aux besoins économiques, culturels, récréatifs et autres du territoire de la Colombie-Britannique. Les nouveaux produits d'ingénierie en bois de masse, soutenus par une nouvelle législation, permettent désormais d'utiliser le bois dans un large éventail de projets, tant urbains que ruraux. Cette étude de cas présente deux projets récents qui illustrent la valeur et la polyvalence du bois, à la fois dans sa réponse aux défis techniques et dans sa contribution à la durabilité économique et sociale des communautés de la province. À Vancouver, la caserne de pompiers no 5 (figure 1.1) est un exemple de réponse innovante à la hausse du coût des terrains et à la pénurie de logements sociaux abordables ; tandis que dans le village de Radium Hot Springs, dans la région de Kootenay, la richesse des produits du bois locaux, les capacités de fabrication et les compétences artisanales se combinent dans une salle communautaire et une bibliothèque que l'on peut véritablement qualifier de "bâtiment de 100 milles" (figure 1.2).
80 Atlantic Avenue - Toronto, Ontario
Le premier immeuble commercial en bois de masse de l'Ontario depuis plus de 100 ans, le 80 Atlantic, inaugure une nouvelle typologie de bureaux urbains pour potentiellement de nombreux autres projets en ossature bois dans la province et dans le pays. Comprenant quatre étages en bois de masse au-dessus d'un podium en béton d'un étage, le bâtiment de 8 825 m² (95 000 pi²) complète une cour avec le 60 Atlantic pour créer un développement commercial jumelé. Les modifications au Code du bâtiment de l'Ontario en 2015 ont rendu possible la construction d'immeubles commerciaux en bois jusqu'à six étages de hauteur. Le promoteur et l'architecte y ont vu une occasion de faire preuve de leadership dans le domaine en plein essor du bois de masse, et d'attirer des locataires à la recherche d'un environnement de travail haut de gamme associé à l'innovation et à la durabilité. Le client a demandé que le bâtiment s'harmonise avec le quartier de Liberty Village, réputé pour sa richesse en usines et entrepôts convertis, qui attirent des locataires créatifs de haut calibre dans ce secteur du centre-ville de Toronto.
Centre de visiteurs Green Gables - Cavendish, PE
Mark Twain a dit d'Anne... La maison aux pignons verts qu'elle était "la plus douce création de la vie d'un enfant jamais écrite". Il a envoyé à l'auteur Lucy Maud Montgomery une lettre d'éloges, la félicitant pour son travail d'écriture. C'était il y a plus de 100 ans et, depuis, l'histoire d'Anne a captivé l'imagination des gens du monde entier. Green Gables, le nom d'une ferme du XIXe siècle située à Cavendish, sur l'île du Prince Édouard, est le cadre des célèbres romans de L.M. Montgomery, Anne à la maison aux pignons verts. La propriété est devenue l'un des parcs fédéraux les plus visités au Canada et une destination touristique emblématique. Les visiteurs s'y rendent pour renouer avec leurs propres souvenirs d'enfance d'Anne, ou pour en créer de nouveaux. Appartenant à Parcs Canada depuis les années 1930, la propriété comprend la maison principale de la maison aux pignons verts, le sentier du Bois hanté et l'Allée des amoureux. Une étude réalisée en 2015 a révélé la nécessité d'augmenter l'espace d'exposition et d'améliorer les commodités sur le site pour raconter non seulement l'histoire d'Anne, mais aussi celle de sa créatrice, Lucy Maud Montgomery. Parcs Canada a donné suite à l'étude en créant un vaste programme qui serait réalisé en trois phases distinctes. La phase I a été achevée au printemps 2017. La phase II du Centre des visiteurs de Green Gables, qui comprend une salle d'exposition, une boutique de souvenirs, des zones de billetterie et d'information, des bureaux ainsi que de nouvelles toilettes et un nouveau hall d'entrée, a été achevée au printemps 2019. La phase III consistait à mettre hors service la boutique de souvenirs temporaire de la phase I et à la transformer en un nouveau café et une cuisine commerciale.
Le bois dans les bâtiments commerciaux
En 2009, le code du bâtiment de la Colombie-Britannique (BCBC) a été modifié pour permettre la construction en bois de bâtiments résidentiels de six étages maximum. Depuis lors, dans le cadre d'un processus de consultation et de recherche sur cinq ans, la possibilité d'étendre ces dispositions à d'autres types de bâtiments est à l'étude au niveau du code national. Les modifications introduites dans l'édition 2015 du Code national du bâtiment du Canada (CNB) et adoptées en Colombie-Britannique en 2018, ont étendu ces dispositions aux bâtiments de type bureau, mais autorisent également les usages mixtes sur les deux premiers étages. Par conséquent, les types de bâtiments en bois comprennent désormais les bureaux, les habitations, les commerces, les salles de réunion, les bâtiments à faible risque ou les entrepôts/garages. Cette étude de cas examine deux bâtiments en bois, tous deux destinés à la vente au détail, mais qui utilisent des produits en bois de masse différents pour obtenir des effets très différents. Le supermarché Askew's Uptown Supermarket à Salmon Arm, en Colombie-Britannique, se caractérise par un vaste toit en bois lamellé-collé qui semble flotter au-dessus du plancher du magasin (figure 1.1), tandis que le bâtiment de la Whistler Community Services Society à Whistler, en Colombie-Britannique, utilise une structure robuste et utilitaire en bois lamellé-collé apparent (glulam) et en bois lamellé-croisé (CLT) qui convient au cadre industriel du bâtiment (figure 1.2).
École d'architecture McEwen de l'Université Laurentienne - Sudbury, ON
Située à Sudbury, en Ontario, l'école d'architecture McEwen de l'Université Laurentienne est la première nouvelle école d'architecture construite au Canada en 40 ans. Elle a pour mission d'offrir une formation intégrée et ciblée unique aux étudiants autochtones, anglophones et francophones. C'est la seule école d'architecture hors du Québec à proposer des cours d'atelier en français, et la première à inclure des bureaux pour les aînés autochtones, qui jouent un rôle central dans l'école. Le programme d'études aborde l'architecture résiliente et les techniques de fabrication pour les latitudes septentrionales, en mettant l'accent sur la culture autochtone, la construction en bois, les écologies et les ressources locales, et la conception en fonction de l'impact du changement climatique. L'école est un instrument didactique dont les éléments de conception structurelle et de chauffage, de ventilation et de climatisation sont délibérément exposés dans chacun des bâtiments. Le développement en plusieurs phases de l'école McEwen a commencé par la réutilisation adaptative des deux structures patrimoniales existantes du site. Le bâtiment de deux étages du CPR (vers 1914) a été transformé en bureaux pour la faculté et en salle de conférence, et le bâtiment de plain-pied du marché est devenu un studio temporaire avant d'être transformé en laboratoire de fabrication une fois les nouveaux espaces de studio construits. La deuxième phase du projet comprenait la construction d'une aile de studio en acier et en béton de 36 480 pi2 et de la nouvelle aile de bibliothèque en CLT de 15 670 pi2 qui fait l'objet de la présente étude de cas. En combinant les deux bâtiments patrimoniaux réaffectés avec 52 150 pi2 de nouvelle construction, l'école d'architecture McEwen démontre les propriétés du bois, de l'acier, du béton et de la maçonnerie, et illustre aux étudiants le potentiel structurel et les qualités esthétiques de chacun d'entre eux.
IBS4 - Durabilité et analyse du cycle de vie des bâtiments résidentiels
La conscience environnementale dans la conception, la construction et l'exploitation des bâtiments n'a jamais été aussi forte. Mais comment répondre aux besoins croissants et rapides du monde en matière de bâtiments tout en restant responsable sur le plan environnemental ? Bien que la construction ne soit jamais totalement inoffensive pour l'environnement, les concepteurs et les constructeurs peuvent faire des choix pour minimiser l'impact. Le bois joue un rôle important dans la conception durable, comme le montre l'analyse scientifique.
Mouvement vertical dans les structures à plate-forme en bois : Notions de base
Les mouvements des structures dus aux changements des conditions environnementales et aux charges doivent être pris en compte dans la conception. Les changements de température provoquent des mouvements dans les structures en béton, en acier et en maçonnerie. Pour les matériaux en bois, les mouvements sont principalement liés au retrait ou au gonflement causé par la perte ou le gain d'humidité lorsque le taux d'humidité est inférieur à 28% (point de saturation des fibres de bois). D'autres mouvements dans les structures en bois peuvent également inclure : le tassement (mouvement d'encastrement) dû à la fermeture des espaces entre les éléments et la déformation due aux charges de compression, y compris la déformation élastique instantanée et le fluage. Des mouvements différentiels peuvent se produire lorsque l'ossature en bois est reliée à des éléments rigides tels que des revêtements en maçonnerie, des cages d'ascenseur en béton, des services mécaniques et de la plomberie, et lorsque des produits en bois mixtes tels que du bois d'œuvre, du bois de construction et des produits en bois d'ingénierie sont utilisés. Les pratiques de construction à ossature bois à long terme montrent que pour les constructions à ossature légère typiques d'une hauteur maximale de trois étages, les mouvements différentiels peuvent être relativement facilement pris en compte, par exemple en spécifiant du bois de charpente "S-Dry". Cependant, le mouvement différentiel sur la hauteur des bâtiments à ossature bois devient une considération très importante pour les bâtiments plus hauts en raison de son effet cumulatif. Le bulletin technique et pratique de l'APEGBC fournit des conseils généraux de conception et recommande l'utilisation de produits en bois d'ingénierie et de bois de dimension avec un taux d'humidité de 12% pour les solives de plancher afin de réduire et d'accommoder le mouvement différentiel dans les bâtiments à ossature en bois de 5 et 6 étages. Des exemples de problèmes et de solutions concernant les mouvements différentiels dans les bâtiments à ossature en bois figurent également dans le Guide des meilleures pratiques publié par la Société canadienne d'hypothèques et de logement et dans le Building Enclosure Design Guide -Wood Frame Multi-Unit Residential Buildings publié par le Homeowner Protection Office of BC Housing. Ce document illustre les causes et d'autres informations de base relatives au mouvement vertical dans les bâtiments à ossature en bois, ainsi que des recommandations sur la manutention des matériaux et l'ordonnancement de la construction afin de protéger le bois de la pluie et de réduire le mouvement vertical.
Mouvement vertical dans les structures de plate-forme en bois : Solutions de conception et de détail
La plupart des bâtiments sont conçus pour s'adapter à une certaine gamme de mouvements. Lors de la conception, il est important que les concepteurs identifient les endroits où les mouvements différentiels potentiels pourraient affecter l'intégrité structurelle et l'aptitude au service, qu'ils prévoient l'ampleur des mouvements différentiels et qu'ils élaborent les détails appropriés pour les prendre en compte. Pour permettre aux matériaux non structuraux d'être construits de manière appropriée, l'estimation du mouvement différentiel anticipé doit être fournie dans les dessins de conception. Le simple fait de spécifier des matériaux en bois avec un MC inférieur au moment de la livraison ne garantit pas que le bois ne sera pas mouillé sur les chantiers de construction et qu'il présentera des quantités de retrait inférieures à celles prévues. Il est donc important de veiller à ce que le bois ne soit pas mouillé de manière inattendue pendant le stockage, le transport et la construction. Une bonne séquence de construction joue également un rôle important dans la réduction de l'humidification, du retrait du bois qui en découle et d'autres problèmes liés à l'humidité. Les documents existants tels que le Bulletin technique et pratique de l'APEGBC sur les projets de construction résidentielle à ossature en bois de 5 et 6 étages, le Guide des meilleures pratiques publié par la Société canadienne d'hypothèques et de logement (SCHL), le Building Enclosure Design Guide - Wood Frame Multi-Unit Residential Buildings publié par le BC Housing- Homeowner Protection Office (HPO) fournissent des conseils généraux de conception sur la manière de réduire et de prendre en compte les mouvements différentiels dans les constructions à ossature en bois.
Mouvement vertical dans les structures de plate-forme en bois : Prévision des mouvements
Il n'est ni possible ni pratique de prévoir avec précision le mouvement vertical des structures en bois en raison des nombreux facteurs intervenant dans la construction. Il est toutefois possible d'obtenir une bonne estimation du mouvement vertical afin d'éviter les problèmes de structure, d'aptitude au service et d'enveloppe du bâtiment pendant la durée de vie de la structure. En règle générale, les bois de construction "S-Dry" et "S-Grn" continueront à perdre de l'humidité pendant le stockage, le transport et la construction, car le bois est maintenu à l'écart des sources d'eau liquide et s'adapte aux différentes conditions atmosphériques. Pour les besoins de la prédiction du retrait, il est généralement d'usage de supposer un taux d'humidité initial (MC) de 28% pour le bois de construction "S-Green" et de 19% pour le bois de construction "S-Dry". Dans cette série de fiches, le bois d'œuvre "KD" est supposé avoir un taux d'humidité initial de 15%. Différents des produits en bois massif scié, les produits en bois d'ingénierie (EWP) sont généralement fabriqués avec des niveaux de MC proches ou même inférieurs à la teneur en humidité d'équilibre (EMC) en service. Le contreplaqué, les panneaux de lamelles orientées (OSB), le bois de placage stratifié (LVL), le bois de lamelles (LSL) et le bois de lamelles parallèles (PSL) sont généralement fabriqués à des taux d'humidité allant de 6% à 12%. Les solives en I en bois d'ingénierie sont fabriquées à partir de bois d'œuvre séché au four (généralement avec un taux d'humidité inférieur à 15%) ou de bois d'œuvre composite (comme le LVL) et d'âmes en contreplaqué ou en OSB ; elles sont donc généralement plus sèches et présentent un retrait plus faible que les solives de plancher en bois d'œuvre "S-Dry". Les bois lamellés-collés (Glulam) sont fabriqués à des niveaux de MC allant de 11% à 15%, tout comme les bois lamellés-croisés (CLT) récemment mis au point. Pour tous ces produits, il est possible d'obtenir un faible retrait et parfois de petites quantités de gonflement peuvent être attendues en service si leur MC à la fabrication est inférieur à l'EMC de service. Pour tirer pleinement parti de l'utilisation de ces produits séchés, y compris le bois d'œuvre "S-Dry" et les produits EWP, il faut veiller à ce qu'ils ne soient pas mouillés, par exemple par la pluie, pendant le transport, le stockage et la construction. Les produits EWP peuvent également avoir des coefficients de retrait inférieurs à ceux du bois massif en raison des adhésifs utilisés lors de la fabrication et des orientations de grain plus variées dans les produits, y compris l'utilisation de stratifiés croisés de placages (contreplaqué) ou de bois d'œuvre (CLT). Le bulletin technique et pratique de l'APEGBC met l'accent sur l'utilisation de panneaux EWP et de bois de dimension avec un taux d'humidité de 12% pour les éléments horizontaux critiques afin de réduire les mouvements différentiels dans les bâtiments à ossature en bois de 5 et 6 étages.
