Des murs en briques réutilisables pour l’industrie de la construction

Le secteur de la construction a encore du chemin à parcourir en matière de réduction de la consommation de ressources et des émissions de gaz à effet de serre. L’un de ces aspects concerne les déchets de construction produits lors de la démolition des bâtiments. Les bâtiments utilisés pour des périodes relativement courtes de dix à vingt ans, comme les centres commerciaux, ont un impact négatif sur le bilan.

Dans le cadre du projet Re-Use Ziegelwand, une équipe de l’Université de technologie de Graz (TU Graz), en collaboration avec le plus grand producteur autrichien de briques wienerberger, a développé une solution qui dissocie la durée de vie des matériaux de construction de celle du bâtiment. La pièce maîtresse est constituée d’éléments de mur en briques préfabriqués industriellement qui ne sont pas assemblés par des joints de mortier conventionnels, mais en utilisant des solutions de joints réversibles. Cela signifie qu’ils peuvent être réutilisés plusieurs fois après le démantèlement d’un bâtiment.

Économies de 60 % de CO₂ sur trois cycles de vie

« Les briques sont des matériaux de construction de très haute qualité et leur production est très gourmande en ressources. Il offre donc des avantages énormes si elles peuvent être retirées sans dommage après l’utilisation d’un bâtiment et réutilisées ailleurs, déclare le chef de projet Hans Hafellner de l’Institut de physique du bâtiment, des services et de la construction de la TU Graz. « Les résultats de nos recherches à ce jour montrent qu’une proportion significative des émissions totales peut être évitée lors de la deuxième phase d’utilisation grâce à la réutilisation en développant une solution d’assemblage innovante. En considérant trois cycles de vie, les émissions de CO₂ peuvent être réduites d’environ 60 % par rapport aux méthodes de construction conventionnelles. »

Un défi particulier dans la réalisation des murs en briques réutilisables était de garantir qu’ils puissent être démontés tout en répondant à toutes les exigences structurelles en termes de tolérances, de statique, d’étanchéité, d’isolation thermique et de stabilité. Outre la solution d’assemblage non permanente, l’équipe s’est donc appuyée sur quelques autres éléments nécessaires. L’épaisseur des murs en briques est de 44 cm et les briques contiennent de la laine isolante pour garantir une isolation thermique suffisante. Les murs en briques préfabriqués sont également pré-enduits à l’usine, ce qui réduit le travail sur le chantier. Il existe deux options en ce qui concerne la statique et la stabilité. Soit le toit du bâtiment est suffisamment lourd pour stabiliser la structure, soit des tiges filetées qui traversent les briques verticalement et sont précontraintes fournissent la stabilité nécessaire.

Démontage et reconstruction réussis

L’équipe a testé ses développements à l’aide d’un bâtiment démonstrateur. Non seulement les joints et les structures murales ont satisfait à toutes les exigences, mais le bâtiment était toujours pleinement fonctionnel même après avoir été démonté et reconstruit à un autre emplacement. Pour garantir que cela s’applique également aux bâtiments après dix à vingt ans d’utilisation, les chercheurs s’appuient sur ce que l’on appelle l’analyse modale. Un corps, en l’occurrence les murs en briques préfabriquées du bâtiment, est stimulé au moyen de vibrations afin de déterminer d’abord la fréquence naturelle dans un état sain. En cas de changement de fréquence naturelle à un moment donné de la période d’utilisation, il est possible de déterminer la capacité portante des murs sans avoir recours à des mesures destructives.

« La construction, le démontage et le remontage réussis du démonstrateur à grande échelle confirment la faisabilité technique et la robustesse du système dans des conditions réalistes, déclare Andreas Trummer, qui a supervisé le projet à l’Institut de conception structurelle de la TU Graz. « En fin de compte, cette solution profite non seulement aux utilisateurs du bâtiment, car elle a une valeur résiduelle plus élevée à la fin de sa durée de vie, mais aussi à l’environnement. » Outre l’Institut de physique du bâtiment, des services et de la construction et l’Institut de conception structurelle ainsi que wienerberger, le Laboratoire de génie structurel de la TU Graz a également participé à la recherche. Le projet a été financé par l’Agence autrichienne de promotion de la recherche FFG.

Article : « A Reusable Prefabricated Brick Wall System for Circular Construction: Development, Structural Concept, and Life Cycle Potential » – TU GRAZ