Financé par le Programme de vitrine technologique pour les bâtiments et les solutions innovantes en bois (remplacé par le Programme d’innovation en construction bois) du ministère des Ressources naturelles et des Forêts
©RThibodeau |
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L’institut Quantique est un nouveau pavillon qui s’intègre au département des sciences de l’Université de Sherbrooke. Situé à Sherbrooke, ce nouveau pavillon de trois étages qui est dédié à l’enseignement supérieur et à la recherche est constitué d’une structure apparente de panneaux de CLT et d’acier. Sa superficie au sol et sa superficie totale de planchers sont respectivement de 870 m2 et de 2 344 m².
Le bâtiment comprend des fondations, une dalle sur sol et une dalle structurale au rez-de-chaussée en béton armé. Les planchers des étages subséquents et du toit sont composés de dalles structurales en béton armé entourées de dalles structurales en CLT agissant de façon bidirectionnelle, ce qui a permis d’optimiser l’utilisation de l’espace en évitant la présence de poutres apparentes. Le contreventement de la structure est assuré par des murs en béton armé autour les dalles de béton. Les murs porteurs situés à l’extérieur de l’enveloppe sont en béton alors que les murs porteurs situés à l’intérieur de l’enveloppe du bâtiment sont en béton armé et majoritairement en CLT.
En ce qui a trait aux émissions de GES liées à la fabrication des matériaux de structure du bâtiment réalisé, elles sont estimées à 421 050 kg éq. CO2 (soit 180 kg éq. CO2/m²). La majeure partie de ces émissions provient des planchers (responsables de 46 %) et des poutres et colonnes en béton, en acier et en bois lamellé-collé (responsable de 16%). Les murs porteurs intérieurs, incluant les murs en béton assurant le contreventement du bâtiment, sont responsables de 15 % des émissions de GES totales. En ce qui concerne les matériaux utilisés, les émissions de GES se répartissent de la manière suivante : 64% sont attribuables au béton, 27% à l’acier et 6% au bois utilisé dans ce projet.
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Figure 1 – Émissions de GES attribuables à la structure du bâtiment réalisé
Innovation proposée :
La conception de ce bâtiment réside dans son approche mêlant béton armé et bois. Alors que le premier niveau demeure en béton en raison d’une aire plus ouverte nécessitant une dalle de transfert, les deux étages supérieurs sont construits en bois lamellé-croisé (CLT). Ce projet se distingue par le développement d’une trame optimisée pour répondre aux besoins du client tout en intégrant une structure en bois CLT. L’agencement structurel est optimisé pour exploiter la forme carrée du bâtiment, positionnant les bureaux et les espaces périmétriques tous les 6 mètres. L’innovation majeure réside dans la construction du bâtiment en utilisant des dalles de CLT de longueurs/largeurs optimales, agissant de manière bidirectionnelle et éliminant la nécessité de poutres ou de retombées. L’utilisation stratégique de poutres en acier peikko Delta Beam, encastrées dans le béton et sur lesquelles les dalles de CLT s’appuient, permet de franchir de grandes portées sans colonne, mur ou retombée, permettant ainsi la création d’espaces ouverts sans poutres visibles. Grâce à la seconde innovation du projet, l’esthétique du bois est mise en valeur grâce à un système de fixation innovant avec des tiges encollées servant à connecter les poutres peikko Delta Beam au sommet des murs porteurs en CLT. Ce système de fixation a été développé en collaboration avec des chercheurs de l’Université Laval, ajoutant une touche distinctive à l’architecture globale du bâtiment.
Scénario de référence :
Dans le but d’évaluer le potentiel de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) entre la structure du bâtiment réalisé et un scénario de structure plus standard, un scénario de référence doit être développé. Un scénario de référence probable est celui pour lequel aucun ou peu d’obstacles sont identifiés face à son implantation.
Le scénario de référence retenu, qui présente une géométrie identique à celle du projet réalisé, est un scénario dont l’ensemble des composantes structurales est en béton armé. Les émissions de GES liées à la fabrication de ce scénario sont estimées à 604 526 kg éq. CO2 (soit 258 kg éq. CO2/m²). Les dalles en béton armé des planchers sont responsables de 47% des émissions de GES tandis que les poutres et les colonnes en acier et en béton armé sont responsables de 15% des émissions de GES. En ce qui concerne les matériaux, 74% et 26% des émissions de GES sont attribuables, respectivement, au béton et à l’acier utilisés dans ce scénario.
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Figure 2 – Émissions de GES attribuables à la structure du scénario de référence
Résultat Gestimat :
La différence entre le scénario de référence et le bâtiment réalisé est principalement attribuable au type de structure utilisé, soit une structure en majoritairement en bois pour le bâtiment réalisé comparativement à une structure en béton pour le scénario de référence. Le choix du projet innovant au lieu du scénario de référence, scénario considéré comme standard, a permis d’éviter 183 476 kg éq. CO2 (soit 78 kg éq. CO2/m²).
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Figure 3 – Comparaison des émissions de GES attribuables à la structure du scénario de référence (1) et du bâtiment réalisé (2)
A propos du Programme d’innovation en construction bois (PICB)
Le Programme d’innovation en construction bois (PICB) du ministère des Ressources naturelles et des Forêts soutient financièrement les entreprises et les organismes qui intègrent le matériau bois de façon innovante à un projet de construction ou de rénovation majeure dans les secteurs non résidentiels et multifamiliaux.
Il a pour but d’accroître l’utilisation du bois dans la construction et, ainsi, de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) des nouveaux bâtiments et des ouvrages de génie civil (comme les ponts).
Le programme appuie notamment les projets qui permettent de développer de nouvelles utilisations du bois ou qui nécessitent le déploiement d’efforts supplémentaires en raison du choix de ce matériau.
Le programme est en vigueur jusqu’au 31 mars 2024 et est financé dans le contexte du Plan pour une économie verte 2030. Il s’inscrit dans la Politique d’intégration du bois dans la construction et de son Plan de mise en œuvre 2021-2026.
Lien vers le Répertoire de projets de construction innovants en bois soutenus par le Programme d’innovation en construction bois et le Programme de vitrine technologique pour les bâtiments et les solutions innovantes en bois.
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