Construire en composites : une nouvelle culture architecturale ?

Rédigé par Karine DANA
Publié le 28/02/2018

Dossier réalisé par Karine DANA
Dossier publié dans le d'A n°260

Matériaux très récents et mal connus, les composites restent très peu utilisés dans le champ de la construction architecturale malgré leurs performances structurelles et énergétiques étonnantes. S’ils sont issus des métiers de la construction navale, aéronautique et automobile, son usage s’est d’abord étendu au génie civil. Aborder ce matériau en architectes offre une occasion passionnante de s’interroger sur la manière de penser le projet, qu’il s’agisse du rapport à la conception, au chantier et à l’espace tel qu’il peut être vécu. Ce dossier s’appuie sur la richesse d’un premier colloque organisé en novembre dernier par l’architecte et enseignante-chercheuse Christelle Chalumeaux à l’ENSA de Nancy : « Construire en composite pour l’architecture, quelle actualité aujourd’hui ? »

De la fibre, un peu de résine, des ciseaux : et voici une poutre ! Face à un monde du gros œuvre devenu plus lourd et plus approximatif que jamais, les matériaux composites1 pour l’architecture posent aujourd’hui les conditions d’une nouvelle pensée de l’abri. Matériau qui relève de l’oxymore – mince et isolant, souple et résistant, léger et protecteur –, le composite participe d’une fragilité, comme Juhani Pallasmaa2 a pu la défendre pour dénoncer cette quête de domination et de puissance d’impact qui caractérise si souvent l’architecture occidentale.

 

Construire en composite pose intrinsèquement la question de l’économie et de l’optimisation comme fondement de l’acte architectural. En cela, ce matériau très contextuel et ambivalent répond parfaitement à la complexité des situations contemporaines : réparer, isoler, greffer, couvrir, intégrer, qu’il s’agisse de milieux existants, de conditions temporaires ou d’urgence, d’environnements nouveaux.

Au regard de ses grandes performances tant au plan structurel qu’énergétique, on peut se demander pourquoi le composite destiné à la construction architecturale – un matériau, certes, très récent – fait l’objet de si peu d’attention : il n’est pas enseigné dans les écoles d’architecture, les industriels ne sont pas intéressés à participer à son développement, ses filières ne sont pas structurées et il est très difficile de trouver des entreprises pour le mettre en œuvre. Parmi ces raisons, il y a son image négative, surtout en France, fondée sur l’a priori de mauvais bilans environnementaux. Or, pour aborder ce point avec pertinence, il est fondamental de raisonner suivant une approche globale de tout projet en composite et non pas selon le seul bilan carbone du matériau. Il est donc indispensable de réaliser une analyse de son cycle de vie. On tient compte ainsi de la situation dans laquelle le matériau est utilisé, du moment de sa production, de son interdépendance au territoire, de l’économie de matière en termes de fabrication et de maintenance qu’il génère, etc. La tâche est ardue et nécessite une motivation commune… « Il existe bien des bilans environnementaux matériaux – la fabrication est très bien maîtrisée en ce sens pour les produits composites industriels, pultrusion par exemple, moins pour les démarches plus artisanales – mais pour aller plus loin, il faudrait se concentrer sur une application et un marché précis, explique Jean-François Caron, directeur de recherche au laboratoire Navier à l’École des Ponts ParisTech. Or il n’en existe pas vraiment avec des volumes suffisants qui permettent à des circuits de valorisation ou de recyclages économiquement intéressants de se mettre en place, comme cela peut être le cas pour l’acier ou l’aluminium. Pour moi, en tout état de cause, il n’y a pas d’écueil sur ce sujet. »

L’une des autres causes du lent développement de la construction composite en architecture est la complexité du matériau : la proportion de fibres, le type de renfort, l’orientation sont autant d’éléments déterminants qui peuvent conduire à des matériaux aux caractéristiques et comportements complètement différents, explique Samuel Durand, du bureau d’études Méca. Il est ainsi possible d’obtenir un matériau haute performance rigide, au comportement élastique fragile, ou bien un matériau souple acceptant de fortes déformations. Cette complexité rend d’ailleurs sa normalisation difficile. « Son anisotropie spécifique – conduite différente suivant les directions de sollicitation – augmente aussi de manière importante le nombre de paramètres conduisant à la rigidité, la résistance, la thermique, etc. La quantité de combinaisons permettant de former des matériaux composites est quasi infinie. Les matériaux composites sont ainsi développés sur mesure », ajoute-t-il.

Mais selon l’architecte Luc Boulais, de l’agence artificial architecture, le fait que peu d’architectes soient intéressés pour travailler les formes complexes contribue essentiellement à expliquer le faible recours aux composites, dont le domaine de prédilection demeure la double courbure. « Les architectes se satisfont trop rapidement des facilités constructives déjà existantes qui génèrent souvent les mêmes espaces, les mêmes boîtes. Travailler les composites en structure est une occasion de questionner le lien entre typologie structurelle, liberté formelle et valeur spatiale. »

En l’état actuel du développement de la construction composite pour l’architecture, il est certes difficile d’envisager une rupture technologique dans le milieu très scellé et tellement établi du bâtiment, marqué par le conservatisme et les lobbies industriels. Toutefois, cette mutation s’imposera peut-être d’elle-même avec l’avènement du numérique et de la robotique dans la chaîne du projet. L’augmentation exponentielle des exigences énergétiques auxquelles répondent très bien les composites pourra aussi jouer en leur faveur. C’est en tout cas l’avis des trois spécialistes que nous avons interrogés lors de la table ronde que vous pouvez lire dans les pages suivantes.

 

L’imaginaire pop, et après ?

Les composites dans la construction architecturale ont néanmoins connu une première heure de gloire avec l’explosion des maisons-bulles, notamment en Europe et aux États-Unis. Ces réalisations ont donné lieu à des expériences passionnantes, tant sociales que constructives, mais ont également contribué à occulter d’autres voies. « Depuis les années 1950, il y a eu beaucoup de tendances et d’expérimentation en composites, des recherches sur les structures plissées, les grandes halles, or pourquoi ne retient-on que les maisons-bulles ? Il y a eu une surmédiatisation de cet imaginaire pop », analyse l’architecte et enseignante-chercheuse Christelle Chalumeaux… Ainsi, en France, alors que le mouvement moderne est en plein essor, un petit groupe d’architectes développe une tout autre vision de l’habitat qui va de pair avec l’apparition de nouveaux matériaux, lesquels permettent d’obtenir toutes les figures sphéroïdes possibles.

Parmi ceux qui utilisent les composites pour exprimer d’autres formes de vie mais aussi leur rejet des normes portées par l’architecture internationale, émergeaient des personnalités comme Pascal Haüsermann et Claude Costy, Jean-Louis Chanéac, et Antti Lovag. Une aventure technique et architecturale que Raphaëlle Saint-Pierre a justement relatée dans son bel ouvrage consacré aux maisons-bulles3. On y apprend que, au-delà de vouloir s’imposer comme une contre-culture, les maisons-bulles inspirées par l’imaginaire de l’aérospatial – encore très fort à l’époque – relèvent d’une nouvelle approche de la structure, abordée alors comme un potentiel de souplesse et de légèreté. Cette quête d’agilité et d’organicité répond à une volonté de relier l’homme à une coque, voire à une coquille. « Contre toute idée d’ancrage et de patrimoine, Pascal Haüsermann et Jean-Louis Chanéac veulent rapprocher la notion de maison à celle d’objet de consommation, tel que peut l’être la voiture. Ils défendent l’idée d’un habitat industrialisé, mobile, économique et qui pourrait s’adapter ou évoluer selon les besoins de la famille », raconte l’historienne et journaliste.

Les premières bulles en composites remontent à 1962 quand, dans leur grange, Pascal Haüsermann et sa femme Claude Costy fabriquent le premier prototype de manière absolument artisanale avec des machines à projeter de la mousse de polyuréthane (de la mousse phénolique, moins inflammable, sera ensuite utilisée), deux couches de fibre de verre et de la résine polyester passée au pinceau puis ébullée… Douze ans plus tard, malgré les tentatives de baisser les coûts de production en préfabrication et le soutien de certains industriels de l’énergie, ces activités s’arrêtent, exception faite de celle d’Antti Lovag, qui poursuivra son travail sur les composites jusqu’en 2014. Contrairement aux idées reçues, le choc pétrolier n’est pas nécessairement en cause : on n’a pas cessé pour autant la production d’objets en plastique. Mais le bilan économique était décevant et l’idée de logement mobile, qu’a principalement incarnée ce courant, n’a pas vraiment fait rêver les Français. Des tentatives de réalisation de villages de vacances à partir de bulles à six coques, comme a pu en mener Jean-Benjamin Maneval à Gripp dans les Hautes-Pyrénées, seront plus à même de séduire.

Très recherchées par les collectionneurs, les rares bulles encore existantes aujourd’hui (déplaçables, nombre d’entre elles ont disparu !) demeurent des pièces importantes de l’histoire de l’architecture contemporaine et de celles des composites. Il est assez intrigant qu’une agence d’architecture telle que Sanaa vienne de livrer un petit équipement constitué de bulles en fibre de verre et résine polyester, réalisé tout aussi artisanalement. Dans le cadre de ce dossier, nous avons sélectionné quelques réalisations d’échelles et d’approches diverses, en France, en Arabie saoudite, en Hollande et au Japon. Toutes recourent aux composites comme structure, car c’est bien dans le champ du gros œuvre que doivent se poursuivre aujourd’hui les efforts, recherches et engagements en associant ambitieusement architectes et industriels.

 

1. Nous utilisons le mot composite tel qu’il a été défini lors du premier colloque du cycle « Construire en composite pour l’architecture » initié par Christelle Chalumeaux, à savoir un matériau constitué d’au moins deux composants non miscibles, une matrice et un renfort, assemblés artificiellement et collaborant structurellement.

2. « Hapticity and time: Notes on fragile architecture », Juhani Pallasmaa, The Architectural Review, 2007.

3. Maison-bulles. Architectures organiques des années 1960 et 1970, Raphaëlle Saint-Pierre, aux Éditions du patrimoine, Centre des monuments nationaux, 2015.

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