Matériaux biosourcés et réemploi : visite du chantier de l’extension de Nobatek

Introduction

Visite de chantier : Où ? Pourquoi ? Comment ? 👷🏻‍♀️

Portant un intérêt majeur pour toutes les innovations et les constructions exemplaires en termes d’architecture écologique, toujours différentes selon les environnements et les contextes locaux, je me suis rendue sur le chantier de l’extension des locaux de Nobatek à Anglet (64).

L’intérêt de ce projet est de découvrir un projet exemplaire d’extension alliant matériaux biosourcés, réemploi sur site et gestion d’un chantier participatif ✅

Cette visite fait partie des évènements proposés par le Pavillon de l’Architecture à Pau (64).

Nobatek, une entreprise engagée dans la construction durable 🌿

La maîtrise d’ouvrage de ce projet, Nobatek est née d’une association fondée en 2004 et transformée en Société Coopérative d’Intérêt Collectif (SCIC)¹ en 2017. Les ambitions de cette entreprise sont d’améliorer la transition énergétique et environnementale dans le secteur du bâtiment grâce aux divers métiers portés par les 65 associés.

Nobatek a différentes casquettes dont celle de bureaux d’études BET: thermique, génie civil, énergétique, éco-conception, démarches environnementales, développement informatique, data sciences, matériau et système constructif, instrumentation et collecte des données. Elle accompagne également les projets novateurs, de la recherche à l’industrialisation, en passant par le développement et la recherche d’investissements.

Elle est labellisée Institut national pour la Transition Energétique (ITE)² depuis 2013 ainsi que labellisée Centre de Ressources Technologiques (CRT)³ depuis 2007. Les équipes sont partagées entre le site d’Anglet et le site de Bordeaux, et d’autres sont dans les bureaux associés (Algoe, Socotrap, Verdi Ingérierie).

La diversité de compétences au sein de Nobatek permet de développer quatre grandes thématiques de Recherche & Développement :

• Matériaux, systèmes constructifs et enveloppe du bâtiment 🧱
  Axes de recherche autour de l’optimisation et la valorisation des ressources
  et de l’industrialisation des solutions de rénovation
  
• Energie ⚡
  Axes de recherches autour de la diminution du poids carbone du mix énergétique,
  de la réduction des écarts entre performances énergétiques/performances environnementales/performances en termes de confort/perfomances réelles,
  de l’amélioration de la gestion et de l’exploitation des bâtiments,
  du développement d’outils, de méthodes et de services simples,
  et de l’apport de services de flexibilité aux réseaux
  
• Environnement 🌍
  Axes de recherche autour de l’adaptation des bâtiments et des quartiers au changement bioclimatique et de l’évaluation et de l’atténuation des impacts environnementaux des produits introduits
  
• Usager(s) 👥
  Axes de recherche autour du développement de leur outil de développement IMMERSITE® et le déploiement de BATISCAF

Ainsi, on ne pouvait pas rêver meilleure maîtrise d’ouvrage pour un projet d’ambition environnementale 🌾. Ils ont fait au fil du projet les calculs d’efficacité énergétique pour valider les différents choix et ont utilisé ce chantier comme test pour le développement de leur projets en interne sur lequel je reviendrai dans un prochain article ! 😉

Présentation du projet : matériaux biosourcés et matériaux de réemploi, le combo gagnant pour une étiquette RE2028

Objectifs de l’extension 🏗

Le bâtiment d’origine, livré en 2009, est un projet de l’agence d’architecture Patrick Arotcharen. Il est précurseur dans les démarches environnementales par son application des principes de l’architecture bioclimatique :

• Réflexion sur l’orientation du bâtiment et de ses espaces
• Une première façade vitrée pour capter l’énergie et la lumière du soleil l’hiver et jouer le rôle de support de ventilation naturelle nocturne l’été avec ses ouvertures stratégiques
• Espaces traversants et transparence
• Planchers chauffants dans un noyau interne en béton armé
• Frugalité de la coque en béton armé brute à l’intérieur
• Couplée à une isolation par l’extérieur avec un bardage en pin des landes
• Système de Pompes à Chaleurs PAC et VMC double flux pour gérer la ventilation et la régulation thermique

En 2018, Nobatek, en forte croissance, est à l’étroit et commence une réflexion sur son agrandissement. L’extension du bâtiment permet de développer en rez-de-jardin une nouvelle partie de laboratoire pour les différents essais, prototypages et mesures sur ses projets de recherche sur les matériaux biosourcés et développer sur les niveaux supérieurs l’agrandissement des zones de bureaux.

Les principes majeurs du projet

Après l’étude de différentes solutions avec l’agence d’architecture 44 Avril, ils décident d’extruder le volume sur une seule façade en repoussant la façade nord de 6m. Cette solution permet d’économiser la construction de nouvelles façades puisqu’il n’y a qu’une seule façade a reconstituer. Cela permet de créer 120 m2 supplémentaires par plateau, soit un total de 360m2.

La répartition en termes de matériaux est la suivante :
– 1/3 de la surface créée est de l’ossature bois + isolation en bottes de paille + enduits intérieurs en terre locale
– 1/3 de la surface créée est de l’ossature bois pour l’isolation par l’extérieur en fibre de bois + bardage en pin des landes + vitrages de réemploi
– 1/3 de la surface créée est de la structure porteuse et du contreventement en béton

Murs à ossature bois et charpente bois, pourquoi ?

C’est une évidence pour Nobatek d’utiliser au maximum des matériaux biosourcés pour son projet d’extension. Ils auraient souhaité faire toute la structure de l’extension en bois mais malgré tout il fallu mettre du béton pour réaliser le contreventement.

De plus, la conjoncture économique et la flambée des prix du bois lors des études du projet les obligèrent à se diriger sur un système poteau/poutre béton qui était malheureusement presque deux fois moins cher à cette période donnée.

Tous les habillages des façades sont en ossature bois, remplis d’isolation en paille ou en fibre de bois et complétés d’un bardage bois à l’extérieur et de béton brut ou d’enduits en terre crue à l’intérieur selon l’isolant.

Contreventement et structure en béton armé, pourquoi ?

Le souhait de Nobatek était de réaliser le maximum en structure bois, mais après différents scénarios, le contreventement en voiles béton était nécessaire. A l’image du bâtiment originel, ils sont partis sur des voiles de béton de finition brute.

Afin d’apporter de l’inertie au bâtiment, les planchers sont mixtes bois/béton.

Les poutrelles en béton viennent accueillir des entrevous en bois Seac, composés de copeaux de bois français moulés agglomérés. Cela permet de créer des planchers biosourcés bas carbone avec seulement 7 cm de chape de compression alors qu’on aurait 18 cm sur un système traditionnel, donc une économie de plus de la moitié du béton (sans compter les armatures nécessaires sur les dalles de compression).

Le choix de garder apparents et bruts les entrevous en bois n’est pas courant mais tellement plus esthétique ! Regardez-moi cette beauté 😍 :

Isolation en bottes de paille, pourquoi ?

Dans la continuité des ambitions de Nobatek, l’isolation est réalisée au maximum en bottes de paille. S’il avait été possible de réaliser l’extension tout en structure poteau/poutre bois, ils auraient isolé toutes les façades en paille.

Les avantages de l’isolation en bottes de paille (vous retrouverez prochainement un article dédié sur mon site): 🌾

• Matériau naturel et renouvelable 🌾
• Matériau biosourcé donc il capte et stock du carbone dans son développement 🌱
• Faible impact environnemental 🌍
• Excellent isolant thermique ⛄
• Très bonne résistance au feu 🔥
• Excellent isolant phonique 🎧
• Régulateur de l’humidité💧
• Rôle important dans l’assainissement de l’air intérieur A+ 🌬️
• Facilité de mise en oeuvre 👷🏻‍♀️👷🏻‍♂️
• Durable dans le temps par sa densité importante et réutilisable ♻️
• Accessibilité économique 💶
• Très grande disponibilité ♾️

Enduits de terre crue, pourquoi ?

En combinant l’isolation en bottes de paille et les enduits de terre crue, Nobatek obtient un bâtiment particulièrement performant en termes de confort thermique, acoustique et de qualité de l’air, tout en étant respectueux de l’environnement et durable.

L’enjeu parallèle était de développer leur projet Nexterre qui vise à rendre les terres d’excavation locale accessibles aux artisans de terre crue locaux.

Les avantages des enduits de terre crue (vous retrouverez prochainement un article dédié sur mon site): 🧱

• Matériau géoosourcé donc à faible impact environnemental (dans le cas présent d’une terre de proximité) 🌍
• Excellent complément d’isolation thermique ⛄
• Bonne résistance au feu 🔥
• Bonne qualité acoustique, meilleur confort sonore 🎧
• Régulateur de l’humidité💧
• Rôle important de purificateur de l’air intérieur 🌬️
• Aucun produit chimique ni de Composés Organiques Volatils (COV) ⚛️
• Propriétés antibactériennes 🦠
• Durable dans le temps et réutilisable (ici pas d’ajout de chaux) ♻️
• Très grande disponibilité ♾️

Sans compter l’esthétique unique et la sensation de confort et de bien-être dans des espaces avec des enduits de terre crue.

Réemploi de matériaux, pourquoi ?

Le réemploi des matériaux à de nombreux avantages lui aussi. Cela a permis à Nobatek :

• L’expérimentation du réemploi d’un mur rideau complet
• L’économie de l’ouvrage par rapport à un ouvrage neuf
• La remise à neuf complète du vitrage : réfection des joints, et ajout de gaz si nécessaire
• Entretien d’un savoir faire de menuisier local
• L’économie de la réutilisation des cloisons amovibles récupérées au rez-de-chaussée pour les utiliser dans les bureaux
• La réutilisation et le don aux salariés des bois de bardage récupérés sur la façade nord (le bardage n’était pas réutilisable pour une surface plus grande, cela aurait fait trop de contraste)
• Economie de système de ventilation et de chauffage en se couplant aux systèmes existants et ajout des compléments nécessaires

Organisation d’un chantier participatif, pourquoi ?

Dans la frugalité de ce chantier démonstrateur, les dirigeants de la SCIC ont offert à leurs associés une journée participative par personne, certains ont même pris des congés supplémentaires pour voir différentes phases. 🏗

Le chantier participatif concerne la partie mise en place des bottes de paille et réalisation des enduits de terre crue avec l’accompagnement de Benjamin Val, artisan maçon du bâti ancien 🧱.

Le chantier participatif a de nombreux bénéfices pour une entreprise, au-delà de l’économie de la main d’oeuvre :

• Renforcement de la cohésion d’équipe 💪🏼
  en tissant des liens et en créant une dynamique de groupe autour de ce chantier commun
• Apprentissage pratique et développement des compétences 📚
  ce qui offre une meilleure compréhension des processus de construction et de réalisation des projets, cela donne un socle commun d’expérimentation à tous les associés
• Engagement et implication accrue 🌟
  par une valorisation de leur engagement, leur offrir cette journée cela renforce leur sentiment d’appartenance et de contribution à la mission de l’entreprise
• Sensibilisation aux enjeux de durabilité et d’innovation 🌍
  par cette pratique écologique et innovante cela renforce la sensibilité des associés aux enjeux environnementaux et à la frugalité des ressources
• Motivation et bien-être des salariés 🌸
  en leur offrant cet espace collectif où s’impliquer cela augmente leur satisfaction et leur engagement
• Création d’un environnement de travail collaboratif 👥
  où l’initiative, la collaboration et l’autonomie sont valorisés
• Visibilité et valorisation de l’entreprise 🚀
  par cette démarche généreuse et engagée

Le bilan environnemental

A la livraison du chantier, le projet obtiendra une certification RE2028, c’est-à-dire une certification RE2020 au seuil 2028.

Cela s’explique par divers critères performants dans ce projet :

• Le Bbio qui mesure les besoins en énergie liés à la conception du bâtiment :
  C’est une mesure de l’efficacité de l’enveloppe (murs, fenêtres, toiture) à capter, stocker ou rejeter de l’énergie selon le climat et l’orientation du bâtiment.
• L’indice Ic construction qui mesure l’impact carbone des matériaux utilisés dans la construction du bâtiment, exprimé en kgeqCO2/m²:
  Cet indice mesure l’impact de la fabrication et du transport jusqu’à la mise en oeuvre de matériaux.

La certification du projet soulève néanmoins la question de l’utilisation des fiches de données environnementales et sanitaires FDES dans les critères de notation de la RE2020. Malheureusement ces fiches sont souvent pénalisantes ou du moins moins valorisantes qu’elles ne le devraient pour les matériaux biosourcés puisque :

• une partie des données par défaut DED sont souvent inexactes ou approximatives,
• il y a une sous-évaluation du captage du carbone,
• une absence de prise en compte des bénéfices sur le cycle de vie complet,
• l’impact local n’est pas pris en compte,
• elles sont payantes,
• elles ont une caducité de 5 ans,
• elles nécessitent différents tests et essais coûteux donc un investissement généralement supporté par des industriels

Matériaux biosourcés et techniques

Comment isoler en bottes de paille ? 🌾

Dans ce projet, l’isolation en bottes de paille fut réalisée sur la même technique d’un mur à ossature bois classique :

• Structure du mur à ossature bois MOB 🪵
  Ossature bois classique avec une réduction des entraxes pour correspondre aux dimensions des bottes de paille soit 47 cm entre chaque montant de bois
• Remplissage en bottes de paille entières 🌾
  Les bottes de pailles sont insérées verticalement, conformément aux règles de l’art
  Les dimensions classiques d’une botte de paille sont de 37 cm de profondeur, 47 cm de largeur et 90 cm de hauteur (cela peut varier selon votre fournisseur)
• Enduit intérieur en terre crue 🪣
  Gobetis, corps d’enduit et finition en terre crue locale
  Le corps d’enduit doit faire au minimum 4 cm afin d’assurer la fonction de pare-vapeur
• Pare-pluie et panneau de contreventement 💦
  Pose d’un panneau de contreventement et d’un pare-pluie à l’extérieur de l’ossature bois
  Il existe des panneaux de contreventement qui assurent la fonction de pare-pluie
• Bardage bois extérieur 🪵
  Mise en place d’un bardage bois vertical en pin des landes traité autoclave

Comment utiliser une terre d’excavation locale ? 🏗

A l’initial, Nobatek aurait souhaité réaliser les enduits avec la terre du site, directement issue des excavations pour les fondations de l’extension, ce qui est le mieux en termes d’impact environnemental, mais après analyses des caractéristiques de celle-ci, elle ne convenait pas et il aurait fallu y ajouter des adjuvants.

Ils ont donc trouvé un chantier à quelques kilomètres, où là la terre était parfaite pour des enduits intérieurs en terre crue. Elle fut testé en amont par les laborantins de Nobatek puis par l’artisan sur site.

Le calcul avait été fait pour utiliser des sacs de terre crue de chez Argiles d’Aquitaine mais cela demandait alors d’y ajouter des sacs de sable et surtout un transport de plus de 500 km aller-retour depuis le site de production à Fumel. Il est assez compliqué de se fournir en terre crue dans le sud du 64, depuis la côte jusqu’à Pau car il n’y a pas de revendeurs locaux.

Le mieux est de trouver une terre d’excavation exploitable à proximité du chantier car elle est locale et le sable y est dejà inclus.
Les inconvénients sont la nécessité de faire des tests et les nombreux tamisages à réaliser.

Nobatek s’est servi de son chantier comme expérimentation pour son projet Nexterre. L’objectif étant que les entreprises de construction puissent directement revendre aux artisans les terres d’excavations avec un processus de caractérisation, de traçabilité et de gestion des terres couplé à une plateforme de transformation. Ces plateformes de transformation sont nécessaires pour pouvoir économiser le tamisage des terres car c’est une partie très fastidieuse et sans valeur ajoutée, c’est pour cela que le choix de commander des sacs est plus répandu, un professionnel n’a pas le temps de réaliser le tamisage de 3 m³ de terre pour un seul chantier.

Comment réemployer les matériaux sur site ? ♻️

C’était un objectif important pour Nobatek d’arriver à faire la démonstration des matériaux biosourcés mais également du réemploi dans son extension. Lorsqu’ils ont acté d’extruder la façade nord, toutes les études portaient vers la réutilisation du mur rideau existant.

A l’appel d’offre, il avait été demandé en marché de base la réutilisation du mur rideau avec remise en état et remise aux normes car, avec 20 ans supplémentaires et l’augmentation de la surface de plancher, de nouvelles règles de sécurité incendie devaient être appliquées.

En trouvant un artisan menuisier qui avait le savoir-faire et l’envie de tenter l’expérience, ils ont réussi à réaliser ce réemploi et cela leur permis d’économiser 350€HT/m² !

L’autre partie majeure de réemploi porte sur les cloisons amovibles qui ont été retirées au rez-de-jardin pour créer l’espace expérimental, celles-ci seront réutilisées pour cloisonner entre bureaux et circulations dans les étages.

Comment organiser un chantier participatif ? 👷🏻‍♀️👷🏻‍♂️

Comme expliqué précédemment, nous avons la chance ici d’avoir une entreprise exemplaire et engagée dans la transition énergétique, qui a donné des jours de congés à ses associés pour participer au chantier.

Cela nécessite une planification en amont des équipes de travail, avec une répartition équilibrée au fil des jours pour que le chantier suive bien son cours. C’est aussi un paramètre à prendre en compte dans le planning général de chantier car un chantier participatif est plus économe en main d’oeuvre mais plus long car les volontaires ne sont pas formés et n’ont pas le savoir faire et l’efficacité d’un artisan.

Il faut ajouter à ce temps de chantier participatif, un long temps de séchage car le gobetis et le corps d’enduit ont été réalisés en hiver et sans ajout de ventilateur ni chauffage artificiel.
Il a fallu près de trois mois de séchage pour le corps d’enduit et au moment où je visite le chantier, la moitié des enduits de finition sont réalisés et il faudra compter 15 jours de séchage.

Conclusions et perspectives 🌍

Durabilité et innovation

Ce chantier démontre parfaitement l’intégration de l’innovation et de la durabilité dans un chantier de construction à hautes attentes environnementales. La combinaison des matériaux biosourcés, des matériaux de réemploi et de la pratique du chantier participatif en fait un modèle de mise en oeuvre de solutions respectueuses de l’environnement. Cela renforce l’usage de ces solutions variées et renforce le rôle du secteur du bâtiment dans la transition énergétique.

Impact local et expérimentation

Ce chantier constitue un véritable laboratoire d’expérimentation pour Nobatek, notamment à travers l’utilisation de terres d’excavation locales, l’intégration de matériaux biosourcés et le réemploi de matériaux. Ce chantier et le développement des projets recherches de Nobatek autour des matériaux biosourcés et locaux ouvre la voie à une révolution dans l’utilisation des ressources et du réemploi de matériaux dans le secteur du bâtiment. Les résultats obtenus, tant au niveau de l’efficacité énergétique, que du coût de l’opération et que de la réduction de l’empreinte carbone sont un modèle pour le domaine de la construction.

Bénéfices du chantier participatif

Au-delà des innovations techniques, ce chantier a montré l’importance de l’engagement des équipes dans la réussite d’un projet. La journée participative offerte aux salariés a renforcé la cohésion d’équipe et leur sentiment d’appartenance à l’entreprise. Cela souligne l’importance de l’humain dans la construction de demain, où chaque acteur est impliqué dans un processus de création durable.

1. Une SCIC est une forme d’entreprise qui place l’intérêt collectif au cœur de son activité, tout en ayant un mode de gestion démocratique et participatif. Elle permet à divers acteurs de contribuer et de bénéficier d’un projet commun avec des objectifs à la fois économiques, sociaux et environnementaux. ↩︎
2. Les ITE sont des plates-formes interdisciplinaires dans le domaine des énergies décarbonées, ils rassemblent les compétences de l’industrie et de la recherche publique dans une logique de co-investissement public-privé.  ↩︎
3. Le CRT a un rôle d’accompagnement des entreprises, et plus particulièrement des PME, pour les insérer dans l’écosystème de l’innovation.  ↩︎