atelierjones a achevé la conception et le développement de Heartwood, un projet de 67 000 pieds carrés (environ 6 225 mètres carrés) de logements en bois massif pour les travailleurs et les personnes à revenus moyens à Seattle, aux États-Unis. Situé dans le Central District, quartier essentiellement résidentiel de la ville, le bâtiment de huit étages Heartwood a été conçu pour Community Roots Housing, une organisation à but non lucratif basée à Seattle. Il s'agit du premier immeuble de logements pour travailleurs de type IV-C du Code international du bâtiment (IBC) à être construit aux États-Unis. Le premier coup de pioche a été donné en avril 2022 et l'immeuble Heartwood a été achevé à la fin de l'année 2023.
La demande anticipée de bâtiments en bois massif plus hauts a conduit à l'ajout de trois nouveaux types de construction dans le code international de la construction de 2021 : IV-A (18 étages), IV-B (12 étages) et IV-C (9 étages). La construction de type IV concerne les bâtiments construits en bois massif. Classés dans la catégorie IV-C, les huit étages de Heartwood offrent un total de 126 appartements pour travailleurs (113 studios et 13 appartements d'une chambre), ainsi qu'une cour paysagée, un parking pour vélos, une laverie sur place et des commerces.
Tester l'eau
Fondé par Susan Jones, l'atelierjones s'efforce de promouvoir des voies durables dans le domaine de l'architecture, en mettant l'accent sur le développement de systèmes de bois de masse préfabriqués à faible émission de carbone. Le travail de Susan Jones est décrit comme une source de "joie et d'émerveillement dans les lieux, les espaces et les matériaux délaissés, sales et oubliés, en créant de nouvelles utilisations de manière innovante et magnifique". En 2016, M. Jones a représenté l'American Institute of Architects (AIA), contribuant à modifier l'IBC afin d'autoriser la construction de bâtiments en bois de masse de grande hauteur, jusqu'à 18 étages. Ce travail a ouvert la voie à Heartwood.
"Nous avons commencé le projet en 2019 - le processus de conception a duré environ deux ans, suivi d'une période de construction de deux ans", explique M. Jones. "À cette époque, mon cabinet commençait tout juste à se remettre de la rédaction des codes de construction pour le bois de grande hauteur aux États-Unis, qui a duré deux ans et demi. Vous pouvez imaginer mon enthousiasme à l'idée d'essayer de construire et de tester en utilisant les codes que j'avais contribué à rédiger, surtout après avoir réalisé quatre des premiers projets en bois de masse aux États-Unis".
Susan Jones est une pionnière de l'utilisation du bois massif. atelierjones a récemment reçu le prix du meilleur "Architect (Small Firm) - West" dans le cadre des "Best of Practice" Awards décernés par The Architect's Newspaper 2023. La publication a salué le leadership de Susan Jones dans le domaine du bois de construction à Seattle, en déclarant que "son travail pour introduire la technologie dans le code de construction ICC [International Code Council] a ouvert la voie à la popularité croissante de ce système structurel aujourd'hui".
Heartwood a vu le jour après que M. Jones a déposé une demande de subvention pour la foresterie urbaine et communautaire auprès du service forestier du ministère américain de l'agriculture. M. Jones note que les clients potentiels n'étaient pas très enthousiastes au départ : "La subvention s'élevait à 250 000 dollars, ce qui n'est pas rien, mais le niveau de risque était perçu comme très élevé aux États-Unis, même sur le marché de Seattle", explique-t-elle. "Commencer le projet avec un organisme à but non lucratif était un peu surprenant pour moi - je n'avais jamais travaillé avec un organisme à but non lucratif avant cela. Community Roots Housing est un fournisseur de logements abordables incroyablement entrepreneurial. L’élément bois massif du projet les a beaucoup attirés. En travaillant avec SkipStone Development, Community Roots Housing a compris la proposition de valeur, la faible empreinte carbone et le mérite d'être le premier à tester l'eau – c'était formidable qu'ils soient prêts à prendre ce risque avec nous."
"Le projet a débuté sur un parking situé en face d'un projet de logements abordables existant", explique Mme Jones. Situé au centre de Seattle, "la structure du site était très bonne, mais elle était en grande partie sous-utilisée ," poursuit-elle. "Nous avons pu reprendre le site et le rajeunir. Nous nous sommes sentis chanceux de pouvoir construire sur un parking, avec l'objectif commun de créer un espace merveilleux permettant à deux populations de se rencontrer et de maximiser l'extérieur des unités inférieures, périphériques." Les deux bâtiments partagent une cour - conçue dans le style d'une rue piétonne, elle comprend un aménagement paysager et un foyer communautaire.
Codes et histoires
atelierjones a été en mesure d'affiner son expertise à partir de projets antérieurs en bois massif, y compris la maison CLT de 2015 dans laquelle Jones vit, et d'appliquer ces connaissances, à la fois techniques et pratiques, au développement de Heartwood. La construction de bâtiments en bois massif aux États-Unis est en retard par rapport à l'Europe. "Lorsque tant de bâtiments sont construits en bois en Europe, les Européens réagissent presque en se demandant pourquoi ils en font tout un plat", explique M. Jones. "Aux États-Unis, nous construisons tout le temps avec des charpentes en bois léger, mais le bois de masse était considéré comme une entité inconnue. Tout projet comporte un risque et le risque lié à l'autorisation était l'une des plus grandes préoccupations de notre client. À cela s'ajoutait l'élément bois de grande hauteur et la nécessité de le faire passer dans les nouveaux codes de construction. Même si j'avais participé à la rédaction des codes, Heartwood était le premier bâtiment de type IV-C autorisé aux États-Unis.
Au cours de ses travaux au sein de la commission du code de la construction, Mme Jones a cherché à comprendre pourquoi il était particulièrement difficile de construire des bâtiments de grande hauteur en utilisant du bois massif, ce qui s'était déjà produit en Europe et au Canada. Il y avait un problème structurel évident lié au risque de tremblement de terre dans le nord-ouest du Pacifique, mais un grand nombre de recherches structurelles avaient démontré que ce type de construction était sûr. "En fin de compte, le problème n'était pas d'ordre structurel, mais plutôt lié au feu", explique M. Jones. "La communauté des concepteurs américains a été prise au dépourvu. Pour Jones, le feu n'est pas un domaine auquel les architectes prêtent beaucoup d'attention en termes de conception, au-delà de la collaboration avec les entrepreneurs en sécurité incendie pour installer les gicleurs dans un bâtiment et s'assurer que les codes de sortie sont respectés, etc. Un certain nombre de membres de la commission du code ont soulevé des questions de sécurité incendie liées à la construction de bâtiments plus hauts. "À certains moments, nous avons proposé jusqu'à 24, voire 40 étages", explique M. Jones. "Nous sommes finalement parvenus à 18 étages, mais ce résultat a été obtenu de haute lutte.
Conception et matérialité de Heartwood
L'utilisation de bois de masse a permis de réduire le calendrier de construction global du projet et les niveaux de perturbation. La conception de Heartwood était, d'une certaine manière, similaire à celle d'un bâtiment normatif. "Nous suivions les codes - je les connaissais bien et l'équipe les connaissait bien", déclare Jones. "Une partie de notre succès est liée au fait que nous disposions d'une équipe intégrée, comprenant un ingénieur en structure qui avait déjà travaillé sur de grands bâtiments en bois massif et un ingénieur en protection contre les incendies avec lequel j'avais siégé au comité du code. La ville avait accepté le projet, mais était très stricte sur la façon dont nous devions procéder avec les codes. Nous n'avons bénéficié d'aucune dérogation sous prétexte que "Seattle est un bon endroit" ou que "Susan faisait partie du comité de codification". Les règles étaient très strictes, d'autant plus qu'il s'agissait du premier bâtiment de type IV-C à être construit. Il est arrivé que Susan, l'architecte, maudisse Susan, l'auteur du code".
La structure hybride en bois de masse de Heartwood se compose de plafonds en CLT (bois lamellé-croisé) apparents, de colonnes et de poutres en lamellé-collé dans les appartements, les couloirs et le hall/salon. Le bâtiment a des fondations en béton avec des barres d'armature en acier et un noyau latéral en acier, en partie pour des raisons sismiques. Les escaliers de sortie en MPP (Mass Plywood Panel) exposés font partie du noyau latéral. "Le noyau latéral est équipé d'entretoises en acier qui se fixent au sommet des plaques pour permettre au diaphragme en CLT d'agir en tant qu'entité structurelle et de maintenir l'ensemble", explique M. Jones. Les panneaux de plancher et de plafond en CLT sont perpendiculaires à la structure de poteaux et de poutres en lamellé-collé, et les services - il y a 17 puits de plomberie verticaux par étage - sont distribués horizontalement et verticalement dans tout le bâtiment. L'insonorisation entre les unités est assurée par une combinaison de bois et de béton de gypse léger. Toutes les fenêtres sont à triple vitrage.
Pour constituer l'équipe de projet, Mme Jones a collaboré avec un certain nombre d'entreprises de la région, dont Swinerton Builders. "Il s'agit d'un entrepreneur de premier plan qui travaille avec du bois de masse dans le nord-ouest du pays", explique-t-elle. "À l'époque, Swinerton était en train de créer Timberlab, une entreprise basée à Portland qui s'occupe du post-traitement du bois dans la région du Nord-Ouest. Tous les composants de Heartwood provenaient d'un rayon de 400 miles autour du site, du sud de la Colombie-Britannique au sud de l'Oregon.
"Nous avons utilisé des panneaux de Kalesnikoff Lumber, basé en Colombie-Britannique, qui fabrique les panneaux de plancher et de plafond en CLT", explique M. Jones. "DR Johnson, basé dans l'Oregon, est le fabricant des poutres et des colonnes en lamellé-collé. Freres Lumber, basé dans l'Oregon, est le fabricant de MPP, utilisé pour les panneaux d'escalier. Timberlab a contribué à la mise au point des escaliers uniques en MPP. Le CLT et le bois lamellé-collé ont été livrés directement sur le site par les fournisseurs et installés le même jour. "Avec seulement deux heures pour décharger et aucune mise en scène autorisée par le permis de la ville, la conception innovante des huit étages de Heartwood ne pouvait être réalisée qu'avec la rapidité d'installation qu'offre le bois de masse", explique Timberlab.
À propos de la conception de Heartwood, Mme Jones déclare : "Je pense que la conception du projet est très humble - c'est un bâtiment très simple". Elle ajoute : "Pour l'avenir, je suis impatiente de voir le potentiel de la technologie Heartwood : Elle ajoute : "Pour l'avenir, je suis impatiente de voir le potentiel du système structurel de Heartwood. Nous avons pu façonner et créer une profondeur de 15 cm sur le mur extérieur, entre la face extérieure de la colonne et la face extérieure de la peau. Cette profondeur et cette flexibilité permettent de réaliser beaucoup de choses formelles, avec le budget adéquat - de la matérialité à la façon dont les ouvertures apportent de la lumière naturelle dans le bâtiment".
Durabilité
"La durabilité a été un facteur déterminant dans la réalisation de ce projet", explique M. Jones. "Toutes les personnes impliquées savaient que la construction en bois massif était une solution plus durable - je n'ai pas eu à convaincre qui que ce soit de ce fait. Le Nord-Ouest est progressiste en ce qui concerne l'utilisation du bois de construction - toutes les préoccupations étaient liées à la réduction des risques. Nous devons également respecter des codes énergétiques assez stricts, notamment en ce qui concerne le carbone opérationnel. Il existe une norme de certification Built Green qui est assez onéreuse, mais dans le bon sens du terme. Elle nous a poussés à approfondir la modélisation énergétique du point de vue de la performance. Et je suis vraiment heureux que le carbone incorporé fasse enfin partie de la discussion, qui a été dominée par le carbone opérationnel.
Afin de réduire les émissions de carbone, Timberlab a collaboré avec DCI Engineers, une société basée à Portland, pour mettre au point une connexion poutre-colonne "qui tire parti de la force portante du bois et évite l'utilisation de ferrures en acier", explique l'entreprise. "Cette conception innovante est une connexion à indice de résistance au feu 2HR qui répond aux codes de l'IBC. Un avantage supplémentaire de cette conception est que l'ensemble de la connexion en bois peut être exposée dans la structure".
Diagramme du carbone incorporé :
Diagramme de carbone opérationnel :
"J'espère que les nouveaux locataires de Heartwood aimeront vivre dans un bâtiment en bois autant que moi et qu'ils profiteront de la merveilleuse expérience biophilique", déclare M. Jones. "Il s'agit d'aborder les questions relatives à la justice environnementale et à la manière dont nous vivons avec la nature - la nature devrait être appréciée par tous, quel que soit le niveau de revenu."
Prochaines étapes
"L'étape suivante pour moi consiste à reproduire ce projet à l'avenir pour tous les types de clients et de profils de conception - je veux voir à quel point il est universel", déclare M. Jones. "C'est comme si nous étions au début du 20e siècle, en train de réfléchir à la manière de reproduire la construction en béton armé, sauf que maintenant, c'est avec un matériau biogénique. Le même système que celui de Heartwood est utilisé jusqu'à 12 étages ; quelques détails supplémentaires d'ignifugation sont nécessaires entre 13 et 18 étages. Je pense que nous avons conçu un système de bon sens - il n'y a pas de propriété intellectuelle en jeu - qui va devenir une norme, au moins dans le domaine du logement, pour la construction de ces bâtiments à l'avenir, à différents niveaux de revenus. Je suis très enthousiaste à l'idée de participer à ce projet".
