Études de cas

29 janvier 2014

Intégration du bois dans une façade respirante : Ecole des Barreaux de Paris

La nouvelle école de formation professionnelle des barreaux de la Cour d’Appel de Paris a ouvert ses portes à la rentrée 2013. Signée par l’agence Wilmotte & Associés et commanditée par Bouygues Immobilier, elle renvoie aux Isséens l’image des « barreaux de bois » que l’imaginaire collectif associe aisément à la profession d’avocat.

L’opportunité pour ARCORA de travailler sur ce projet emblématique, dès 2010 et avec le groupe INGÉROP, est une réelle chance. Car l’école porte en son sein une innovation majeure dans le domaine de l’enveloppe : l’intégration de bois dans une façade respirante.

OBJECTIF VISÉ ET PERFORMANCES RECHERCHÉES

L’enjeu initial est multiple puisqu’il s’agira de traduire l’image architecturale tout en proposant une façade performante s’inscrivant dans les standards BBC actuels : protection solaire, apport de lumière naturelle, et performance thermique élevée.

L’orientation des façades principales, entre Nord-Ouest, Nord et Nord-Est, confirme le bien-fondé d’un dispositif de protection solaire vertical qui bloque les rayons d’incidence rasante latérale. L’apport de lumière naturelle est quant à lui favorisé par la mise en œuvre des lames perpendiculairement à la façade, vitrée toute hauteur. Enfin la technique de façade respirante apporte la performance thermique recherchée.

ÉTAT DE L’ART ET PROBLÈMES À RÉSOUDRE

Si la technique de façade respirante est aujourd’hui assez répandue et fait l’objet d’avis techniques divers auprès des façadiers, l’intégration du bois est une première en France, qui plus est dans une lame d’air aussi épaisse (20 cm).

Et pour cause. L’espace d’air compris entre les deux peaux de verre d’une double-peau respirante subit de grandes variations de température et d’hygrométrie. L’intégration d’un matériau vivant comme le bois apporte son lot d’incertitudes sur des phénomènes aussi variés que néfastes :

–       Gonflement et retrait pouvant entraîner des déformations et fendillements dans le bois

–       Altération de la teinte du bois soumis au rayonnement UV

–       Tenue du collage pour le bois lamellé-collé

–       Stabilité dimensionnelle des fixations

–       Adsorption et désorption pouvant conduire à un excès de vapeur d’eau dans l’espace d’air

La problématique de l’ignifugation du matériau bois utilisé dans la façade d’un bâtiment recevant du public fait également partie intégrante de la conception.

RÉSULTATS ET ORIGINALITÉ DE LA SOLUTION PROPOSÉE

Avant toute chose, rappelons les grands principes de la technique du respirant. Il s’agit d’une façade vitrée double-peau assemblée en blocs dont l’espace d’air intermédiaire est mis en contact avec l’air extérieur par l’intermédiaire d’ouïes de respiration disposées en traverse basse. Ces ouïes permettent un équilibrage des pressions avec l’air extérieur sans mouvement d’air macroscopique. Ainsi et grâce aux filtres de faible porosité fermant les ouïes, les particules polluantes de l’air extérieur n’encrassent pas les verres et le dispositif ne nécessite pas d’entretien. La peau intérieure est en vitrage isolant et l’espace d’air tampon confiné entre les deux peaux accentue l’isolation thermique de la façade. La peau extérieure en verre extra-clair constitue un écran protecteur d’une grande transparence favorisant la pérennité de la protection solaire incorporée.

L’intégration d’une protection solaire en bois, qui plus est dans les dimensions du projet (les modules de façade font 3.84m de hauteur), s’est faite suivant une démarche originale de conception en partenariat avec l’institut technologique FCBA spécialiste notamment du bois dans la construction. Les choix technologiques ont été réalisés après différents essais en phase conception. Puis avec le façadier Ouest Alu en charge du clos couvert, le dispositif a fait l’objet d’une procédure ATEX.

L’essence retenue est l’épicéa, réputé pour sa durabilité naturelle vis-à-vis des agressions atmosphériques. Il s’agit par ailleurs d’un bois local issu de forêts gérées durablement. L’épicéa est assemblé en lamellé-collé pour former les barreaux de section 40x150mm.

L’ignifugation des lames (réaction au feu M1 demandée par les pompiers) est réalisée en autoclave. Ce traitement d’imprégnation sous pression a été identifié comme plus pérenne qu’un traitement ignifuge par vernis intumescent, suite à une campagne d’essais de vieillissement accéléré qui a mis en évidence un cloquage des lames traitées par cette seconde méthode. En images ci-après, la maquette d’essais et les lampes infrarouges et UV utilisées avant tests de réaction au feu.

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Diverses recommandations ont été définies par ailleurs. D’une part les barreaux sont suspendus à la traverse haute des blocs afin d’éviter le flambement sous poids propre. L’appareillage des carrelets de bois de section 40x30mm est réalisé avec soin par la bonne orientation des cernes d’accroissement, afin de favoriser la cohésion mécanique des barreaux. Enfin les lames sont livrées sur le chantier avec une teneur en eau de 10 +/- 2 % correspondant à son état d’équilibre moyen dans les conditions de température et hygrométrie de la lame d’air.

L’étape sanctionnant la fin du processus de conception, avec le façadier, est la procédure ATEX et notamment les essais de vérification du non-embuage de la façade respirante. Au cours des essais réalisés au CSTB, suivant un protocole empirique et avec intégration des lames de bois, le comportement de l’espace d’air a été analysé avec précision et a abouti à la validation du dispositif de façade par la mise en œuvre de deux rangées d’ouïes de respiration.

Matériau lui-même « respirant », le bois a été identifié pour son effet bénéfique de régulateur hygrométrique de l’espace tampon au sein de la double-peau. L’analyse de ses propriétés thermo-hydromécaniques permet d’approcher le phénomène : dans une ambiance très humide qui pourrait donner lieu à condensation, le bois par sa capacité à adsorber la vapeur d’eau, réduit le risque d’embuage. Par suite la désorption est progressive et l’excédent de vapeur d’eau est éliminé par respiration.

Le résultat s’apprécie en images.

Pour en savoir plus sur le projet de l’EFB, un clic ici.