La construction modulaire est une méthode de construction innovante qui consiste à assembler des modules préfabriqués en usine, puis à les transporter et les assembler sur le site de construction. Ces modules, qui peuvent être des pièces entières ou des parties de bâtiments, sont préfabriqués selon des standards rigoureux. Ils sont ensuite assemblés sur place pour créer des bâtiments résidentiels, commerciaux, industriels ou même publics. Voici un guide complet sur le fonctionnement de la construction modulaire.
Le Woodie est un immeuble d’habitation de construction modulaire en bois, situé à Hambourg, il était en 2017 le plus grand du monde. Il a été construit en 9 mois sur 6 niveaux, et il n’est qu’un empilement de modules préfabriqués en bois de 20 m². Les unités d’habitation du « Woodie » ont été conçus par le bureau berlinois Sauerbruch Hutton Architekten
Le Processus de Préfabrication en Usine
Conception du projet et planification
Comme pour une construction classique, le processus commence par la conception architecturale du bâtiment. L’architecte et l’ingénieur définissent les spécifications du projet, mais au lieu de construire sur site, le bâtiment est conçu pour être assemblé à partir de modules standards.
- Plans architecturaux : Les plans sont adaptés à la méthode modulaire. Chaque module est conçu comme un bloc autonome qui sera assemblé avec d’autres blocs sur le site.
- Coordination des systèmes : Tous les systèmes (électricité, plomberie, chauffage, ventilation) sont intégrés aux modules pendant la phase de conception.
“Le Carmel Place” de New York est un immeuble de neuf étages construit en 2016, grâce à un système modulaire. Conçu par le cabinet d’architectes ARCHITECTS de Brooklyn, cet édifice unique comprend 55 petits appartements de 25 à 33 m².
Les modules ont été préfabriqués au Brooklyn Navy Yard et ailleurs, puis transportés via le pont de Manhattan jusqu’au chantier, où ils ont été assemblés sur leurs fondations.
L’ensemble du montage s’est déroulé avec un minimum de nuisances pour le voisinage.
Fabrication des modules en usine
La phase de préfabrication est réalisée dans une usine spécialisée, où les modules sont produits en série dans des conditions optimales.
- Production en série : Les modules sont fabriqués en parallèle à la préparation du site, ce qui permet de réduire les délais de construction. Les murs, sols, plafonds et façades sont assemblés en usine.
- Contrôle de qualité : Les conditions en usine permettent un contrôle de qualité strict, minimisant les erreurs et améliorant la précision des assemblages.
- Intégration des systèmes techniques : Dans chaque module, les installations techniques (câblage électrique, plomberie, isolation, ventilation) sont intégrées avant le transport vers le chantier.
Le studio d’architecture britannique HTA Design a réalisé un projet résidentiel à deux tours à Croydon, dans le sud de Londres, qu’il présente comme le plus haut bâtiment résidentiel modulaire au monde.
Baptisé Ten Degrees, ce complexe résidentiel s’élève à 135 mètres et comprend 546 logements locatifs, une galerie d’art et un café, répartis sur deux tours de 38 et 44 étages.
Un nouveau projet mitoyen en construction modulaire en cours de chantier ”College Road” établira un nouveau record avec une hauteur de 155 mètres, dépassant d’environ 20 mètres le 101 George Street.
Transport des modules vers le site
Une fois les modules fabriqués et équipés en usine, ils sont transportés par camions vers le site de construction. Chaque module est conçu pour résister aux contraintes du transport.
Logistique et transport : Les modules sont généralement de taille standard pour faciliter leur transport, même dans des zones urbaines complexes.
Préparation et Construction sur Site
Préparation du site de construction
Pendant que les modules sont fabriqués en usine, le site de construction est préparé pour accueillir ces unités préfabriquées. Cela comprend :
- Travaux de fondation : Les fondations sont réalisées pour accueillir les modules. Les fondations peuvent être de différents types selon le terrain et la taille du bâtiment (dalle en béton, pieux, etc.).
- Réseaux et infrastructures : Les réseaux d’électricité, d’eau, de gaz, d’évacuation des eaux usées, ainsi que les accès au site, sont installés pendant la fabrication des modules.
Assemblage des modules sur le site
Lorsque les modules sont livrés sur le site, l’assemblage commence. Il s’agit de positionner les modules sur les fondations et de les fixer ensemble.
- Grutage et positionnement : Les modules sont souvent placés à l’aide de grues, notamment pour les bâtiments à plusieurs étages.
- Connexion des systèmes : Une fois les modules en place, les systèmes techniques (électricité, eau, ventilation) sont connectés entre eux et raccordés aux réseaux locaux.
- Étanchéité et finitions : Les modules sont assemblés de manière à assurer l’étanchéité à l’eau et à l’air entre les différentes unités. Les finitions extérieures et intérieures sont ensuite réalisées pour harmoniser le bâtiment et masquer les joints entre les modules.
Greenford Quay , est situé à Greenford, dans l’ouest de Londres. En optant pour des techniques de construction modulaire, Greystar et Tide Construction ont réduit de 80 % le trafic et les déchets sur le chantier, économisant plus de 26 000 tonnes de CO2, selon une étude de l’Université Heriot Watt. Le plan directeur prévoit la livraison de 2 188 logements de haute qualité.
Avantages de la Construction Modulaire
Rapidité de construction
L’un des principaux avantages de la construction modulaire est la réduction des délais de construction. Puisque la fabrication des modules en usine et les travaux sur site peuvent se faire en parallèle, la durée totale du projet est considérablement réduite (jusqu’à 30 à 50 % de moins qu’une construction classique).
- Production en série : La préfabrication en usine permet d’accélérer la production des modules.
- Moins de retard dû à la météo : La construction modulaire est moins impactée par les conditions météorologiques, car la majeure partie du travail se fait en intérieur.
Réduction des coûts
La construction modulaire permet de mieux maîtriser les coûts grâce à une meilleure gestion des matériaux et à une réduction du temps de chantier.
- Moins de gaspillage : La fabrication en usine optimise l’utilisation des matériaux, ce qui réduit le gaspillage par rapport à un chantier classique.
- Moins de main-d’œuvre sur site : Comme la majorité du travail est réalisée en usine, il y a moins de main-d’œuvre nécessaire sur le chantier, réduisant les coûts liés à la gestion du personnel.
La société de construction Bouygues Bâtiment International a construit Clement Canopy, une paire de tours de 140 mètres de haut faites de modules en béton préfabriqués.
Bouygues Bâtiment International affirme que le développement à Singapour a établi un nouveau record pour la plus haute tour modulaire.
Auparavant, le titre était détenu par George Street, une tour de 135 mètres construite à Croydon, en Angleterre, par Tide Construction.
Flexibilité et modularité
La modularité de cette méthode permet de construire des bâtiments adaptables et évolutifs.
- Extension facile : Il est possible d’ajouter ou de retirer des modules à un bâtiment déjà existant sans avoir à recommencer une construction lourde.
- Configurations variées : Les modules peuvent être agencés de différentes manières, offrant une grande flexibilité architecturale et des conceptions personnalisées.
Qualité et contrôle
La production en usine permet de contrôler rigoureusement la qualité de chaque module, en particulier en termes d’isolation, de résistance aux intempéries et de performance thermique.
Normes de qualité élevées : La production en environnement contrôlé permet de respecter des normes strictes, comme celles imposées par les réglementations thermiques (RE2020 en France).
Le pavillon canadien de l’Expo 1967 de l’architecte Moshe Safdie utilise 365 modules préfabriqués en béton, le complexe résidentiel de Montréal, connu sous le nom d’Habitat 67, comprend 148 unités d’habitation chacune dotée de son propre jardin. Les modules, autoportants, s’assemblent pour former une structure monumentale de 12 étages. Habitat 67 est devenu un symbole de l’architecture moderne illustrant les possibilités de l’urbanisme modulaire.
Écologie et durabilité
La construction modulaire est souvent perçue comme plus respectueuse de l’environnement.
- Réduction des déchets : Le processus de préfabrication réduit considérablement les déchets de chantier, et les modules peuvent être démontés, réutilisés ou recyclés.
- Moins d’impact sur le site : Le temps passé sur le chantier est réduit, minimisant l’impact sur le site naturel (moins de nuisances sonores, de pollution).
Applications de la Construction Modulaire
La construction modulaire est de plus en plus utilisée dans différents secteurs, notamment :
- Logements résidentiels : Maisons individuelles, logements sociaux, logements temporaires.
- Bureaux et bâtiments commerciaux : Bureaux modulaires, hôtels, centres commerciaux.
- Écoles et bâtiments publics : Écoles, hôpitaux, centres médicaux, bâtiments administratifs.
- Projets humanitaires : Construction rapide de logements d’urgence ou de camps pour les réfugiés.
À Changsha, en Chine, capitale de la province du Hunan, la société Broad Sustainable Building Co., spécialisée dans la construction préfabriquée, a réussi à ériger un gratte-ciel de 57 étages en seulement 19 jours ouvrables. Le projet J57 Mini Sky City devait à l’origine être suivi d’un autre projet plus ambitieux comprenant compter 220 étages.
Les Limites et Défis de la Construction Modulaire
Transport et logistique
Le transport des modules du site de fabrication à celui du chantier peut être un défi, notamment pour les modules volumineux ou pour des chantiers situés dans des zones urbaines très denses.
- Coûts de transport : Les coûts de transport peuvent augmenter selon la distance entre l’usine et le site de construction.
- Contraintes de taille : Les dimensions des modules sont limitées par les réglementations routières, ce qui peut imposer des contraintes sur la conception architecturale.
Design limité pour certaines architectures
Bien que la construction modulaire offre une certaine flexibilité, elle peut parfois limiter les choix architecturaux, en particulier pour les bâtiments complexes aux formes non conventionnelles.
Conception standardisée : Certains types de constructions modulaires peuvent sembler trop standardisés ou répétitifs, bien que des innovations architecturales permettent aujourd’hui de dépasser ces limites.
Perception du public
La construction modulaire souffre encore d’une perception négative, souvent associée à des constructions temporaires ou de faible qualité. Cependant, l’évolution des technologies et des matériaux permet de créer des bâtiments modulaires de très haute qualité.
Conclusion
La construction modulaire représente une solution innovante, rapide, flexible et souvent plus économique par rapport aux méthodes de construction traditionnelles. Grâce à la préfabrication en usine, elle permet de mieux maîtriser la qualité, les délais et les coûts.
Cette méthode est particulièrement adaptée aux projets nécessitant une rapidité d’exécution ou une grande flexibilité, comme les logements d’urgence, les écoles, ou encore les extensions de bâtiments.
Enfin, l’impact d’une diminution de la durée de la phase travaux recalculera instantanément vos intérêts en réduisant la durée de vos prêts de financement de l’opération.
Bien que certaines limites existent, notamment en termes de transport et de design, la construction modulaire est en plein essor et s’impose comme une alternative crédible aux constructions classiques, particulièrement dans un contexte de recherche de durabilité et d’efficacité énergétique. IZIRED vous accompagne dans la réalisation de vos bilans financiers d’opérations immobilière en intégrant des possibilités de constructions modulaires.