Durabilité
Le bois massif permet de construire des gratte-ciel en bois
Remplacer l’acier et le béton à forte intensité carbone
Modern buildings are constructed with concrete and steel beams in mind. This is because these materials are both cheap and easy to design with. But they also come with serious drawbacks.
Le béton, en particulier le béton armé, ne dure que quelques décennies avant de devoir être démoli et reconstruit entièrement. Il pourrait exister de nouvelles technologies résolvant ces problèmes, comme le béton au chanvre ou au graphène, mais aucune n’est encore suffisamment mature pour être déployée à l’échelle mondiale.
En plus de la durabilité, les émissions de carbone provenant de la production d’acier et de ciment sont également une préoccupation sérieuse. Ensemble, l’acier et le ciment sont responsables de 158 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Ici aussi, l’hydrogène vert ou la technologie du ciment sans carbone pourraient être une option, mais il faudra du temps avant qu’elles ne soient suffisamment matures.
Heureusement, une nouvelle méthode de construction à empreinte carbone négative (capturant le carbone) peut être utilisée dès aujourd’hui, en utilisant peut-être le plus ancien matériau de construction connu de l’homme : le bois.
Les limites du bois
Le bois a été la base de la construction dans la plupart du monde pendant des millénaires. En tant que ressource renouvelable qui séquestre également le carbone dans sa structure, il serait logique de continuer à l’utiliser à grande échelle aujourd’hui.
Aujourd’hui, le bois est principalement utilisé pour les maisons et les petits bâtiments. Cela s’explique par le fait que quelques problèmes l’ont fait perdre de son attrait face à d’autres matériaux pour les grands bâtiments, d’abord la pierre et la brique, puis aujourd’hui le béton et l’acier :
- Flammabilité, les anciens bâtiments en bois étant extrêmement vulnérables au feu.
- Lorsque des villes entières sont construites en bois, des incendies massifs catastrophiques sont toujours un danger, comme lorsque toute la ville de Londres a brûlé en 1666 lors du Grand incendie de Londres qui a duré quatre jours entiers.
- Le bois limite la hauteur des bâtiments qui peuvent être construits avec, ce qui conduit les villes modernes à préférer d’autres matériaux.
- La plupart des techniques de construction anciennes gèrent mal l’humidité, entraînant moisissure et pourriture des structures en bois.
Donc tout retour du bois comme principal matériau de construction devrait répondre à tous ces problèmes. Heureusement, une nouvelle technologie appelée « bois massif » fait exactement cela.
Bois massif
Dans son concept de base, le bois massif est très similaire au contreplaqué commun, mais déployé à une échelle beaucoup plus grande. Cela peut être réalisé grâce à diverses techniques d’assemblage et de pressage des pièces de bois. Le bois lamellé-croisé (CLT) est généralement la principale technique utilisée aujourd’hui pour le bois massif, en raison de sa forte intégrité structurelle.
Source: Naturally Wood
Un avantage clé de cette méthode est qu’elle peut créer de très grandes poutres, sans devoir attendre que les arbres atteignent la taille requise pendant des siècles. Cela la rend à la fois plus économiquement viable et évite l’abattage des forêts anciennes.
“Il y a environ 30 ans, des constructeurs en Allemagne et en Autriche ont commencé à expérimenter des techniques pour fabriquer d’énormes éléments en bois à partir de ce bois facilement disponible. Ils ont utilisé des clous, des chevilles et de la colle pour combiner de plus petites pièces de bois en de grandes masses solides et résistantes qui ne nécessitent pas d’abattre de grands arbres anciens.”
Performance remarquable
En utilisant les techniques du bois massif, il est possible de créer des poutres allant jusqu’à 50 mètres (164 pieds) de long. Pour les planchers et les murs actuellement en béton, des panneaux CLT d’une épaisseur allant jusqu’à 50 centimètres peuvent être utilisés.
Source: Stora Enso
Ces composites de bois sont en réalité plus résistants que l’acier à poids égal. La seule limite est qu’ils sont moins denses que l’acier, ce qui nécessite plus de volume.
Ce qui signifie que pour le plus haut bâtiment en bois massif, un mélange d’acier et de bois massif est utilisé afin de réduire la taille des poutres structurelles supportant le bâtiment.
Bâtiment en bois de grande hauteur
Aujourd’hui, le plus grand bâtiment en bois massif est le gratte-ciel de 25 étages Ascent à Milwaukee, achevé en 2022.
Source: Thornton Tomasetti
Au total, il y a actuellement 84 bâtiments en bois massif de huit étages ou plus, déjà construits ou en cours de construction dans le monde, avec 55 autres proposés.
Pour l’instant, il s’agit principalement d’un phénomène européen, avec 70 % des bâtiments en bois massif construits dans la région. En Amérique du Nord, les bâtiments hybrides acier & bois massif sont plus courants.
Ce qui devrait donner un grand élan à cette méthode est l’approbation en 2021 par le International Code Council (ICC) de la construction en bois massif jusqu’à 18 étages. L’ICC est responsable de la publication du International Building Code, qui sert de modèle aux juridictions de construction du monde entier.
Ainsi, cela devrait permettre à cette technique de ne plus être un design sur mesure nécessitant à chaque fois des permis spéciaux fastidieux, et de devenir une méthode de construction standard.
Le bois massif peut également être utilisé pour les bâtiments industriels, par exemple les centres de données de Microsoft construits en utilisant du CLT.
Sécurité incendie
Un facteur majeur dans l’obtention de l’approbation de l’ICC pour les bâtiments en bois massif de grande hauteur a été la démonstration de leur sécurité incendie. C’est une préoccupation particulière pour les structures élevées, car tout incendie doit se propager lentement, laissant le temps aux occupants d’évacuer et aux pompiers d’intervenir.
Par exemple, les matériaux des gratte-ciel conventionnels doivent conserver leur intégrité pendant un incendie pendant trois heures ou plus. Pour cette raison, jusqu’à récemment, la plupart des codes de sécurité locaux interdisaient l’utilisation du bois dans les bâtiments de grande hauteur.
Alors, comment le bois massif peut-il y parvenir ? Principalement en étant fait de bois, mais sans être une poutre en bois ordinaire à d’autres égards.
Cela a été démontré dans des chambres à gaz pour tester le bois massif, ou même en incendiant une maquette de bâtiment en bois massif et en enregistrant les résultats. Ce n’est qu’après ces démonstrations que l’ICC a accepté que le matériau était suffisamment sûr.
Cela fonctionne parce que les pièces de bois massif sont très épaisses et en même temps extrêmement denses. Cela a deux effets qui réduisent drastiquement sa inflammabilité :
- La couche extérieure forme rapidement une épaisse couche de charbon qui isole l’intérieur de la majeure partie de la chaleur.
- La densité et l’épaisseur du matériau font que la plupart du bois ne dispose pas d’oxygène suffisant pour s’enflammer.
Opportunités du bois massif
La principale promesse du bois massif est de remplacer, par une ressource renouvelable, la consommation insoutenable d’énergie et de sable requise par les bâtiments en béton et en acier. Mais il présente également quelques autres avantages.
Bâtiments plus légers
Comme le bois massif est en réalité plus résistant que l’acier pour une même masse, et bien plus léger que le béton, le même type de bâtiment qui aurait été très lourd devient beaucoup plus léger lorsqu’il est réalisé en bois massif.
Par exemple, cela a permis à l’entreprise Stora Enso de construire en bois massif un bâtiment de 12 niveaux au-dessus de l’autoroute E4, ce qui n’aurait pas été possible avec un design plus lourd.
Source: Stora Enso
Isolation thermique
Le bois est en général un bon isolant thermique. Il peut donc aider à rendre le bâtiment plus économe en énergie, bien qu’il ne supprime pas la nécessité de couches d’isolation supplémentaires.
Capture du carbone
Un bon exemple du potentiel du bois massif pour réduire les émissions de carbone de l’industrie de la construction a été donné avec le bâtiment de 18 étages Brock Commons en Colombie-Britannique.
Il a permis d’économiser 2 432 tonnes métriques de CO₂ comparé à un bâtiment similaire en béton et en acier. Parmi ces économies, environ un quart provient des émissions liées à la fabrication de l’acier et du ciment, le reste étant le CO₂ stocké dans le bois lui‑-même.
Si le bois est correctement entretenu et/ou recyclé, cela pourrait transformer nos villes en puits de carbone permanent. Un changement majeur comparé au béton qui nécessite un nouveau cycle d’émissions de carbone tous les 50‑70 ans lors de la reconstruction de bâtiments en béton armé dégradés.
Esthétique
En général, les gens préfèrent la sensation d’un matériau vivant à l’aspect plus froid et industriel du béton et du métal.
Comme il y a une réaction croissante contre l’architecture moderniste brutaliste, davantage de bâtiments en bois pourraient rendre les centres-villes plus vivants et accueillants, entraînant une prime sur le prix de l’immobilier associé.
“Les gens en ont assez de l’acier et du béton. Avec son apparence chaleureuse et apaisante ainsi que ses variations naturelles, le bois peut être plus agréable visuellement. Les gens apprécient réellement regarder le bois.”
Ted Kesik – Building scientist at the University of Toronto’s Mass Timber Institute
Défis du bois massif
Parce que le bois massif est très différent des bâtiments à plusieurs étages auxquels nous sommes habitués, il nécessite une certaine remise en question.
Méthodes de construction
Étant donné que le bois massif est fabriqué dans des usines dédiées dès le départ, cela offre la possibilité de concevoir à l’avance l’élément en bois massif pour un bâtiment correspondant.
Cela fait partie du nouveau modèle de construction appelé conception intégrée. Dans ce cadre, les architectes travaillent en tandem avec les installateurs et les usines afin de prédéterminer les tailles et formes exactes des éléments.
Tout comme les meubles Ikea, les points d’ancrage et les trous peuvent même être pré-percés ou découpés à l’aide de machines à commande numérique avancées pour correspondre à leur futur emplacement dans le bâtiment.
C’est une procédure beaucoup plus détaillée, offrant davantage de contrôle aux architectes du design final. Elle peut également rendre la construction elle‑même 40 % plus rapide qu’avec les flux de travail et méthodes de construction traditionnels.
“Les bâtiments en bois massif ont tendance à être fabriqués davantage comme des automobiles, avec toutes les pièces séparées expédiées sur le site final pour l’assemblage. Lorsque le bâtiment en bois massif arrive sur le chantier, c’est vraiment comme un meuble Ikea surdimensionné.”
Ted Kesik – Building scientist at the University of Toronto’s Mass Timber Institute
Humidité & insectes
Plus que le feu, une préoccupation sérieuse concernant tout bâtiment en bois est les dommages au matériau causés par les champignons ou les insectes.
La gestion de l’humidité est donc très importante dans la conception des bâtiments en bois massif :
- Le matériau ne doit pas être mouillé pendant le transport ou l’installation.
- Un système de chauffage et de ventilation étendu qui n’accumule pas d’humidité doit être installé dans le bâtiment.
- Les risques de dommages liés à l’eau (toiture qui fuit, inondations) doivent être pris en compte lors du choix d’un bâtiment en bois massif.
Les insectes peuvent également être tenus à distance grâce à un traitement spécial du bois avec des pesticides. De plus, des barrières physiques comme un treillis peuvent être ajoutées à l’endroit où le bois massif rencontre le sol.
Acoustique
Le bois transmet très bien le son, ce qui peut devenir un problème sérieux dans un grand bâtiment contenant des centaines d’appartements ou de bureaux.
Cela signifie que les architectes utilisant le bois massif devront consacrer un effort particulier à l’ajout de matériaux d’isolation phonique. Ils peuvent également réduire la transmission du son en créant des espaces entre les murs et en installant des planchers surélevés ou d’autres méthodes connues pour augmenter l’isolation acoustique.
Vers une adoption massive ?
Le bois pourrait bientôt connaître un grand retour dans la construction de la plupart des bâtiments de nos villes, grâce à l’émergence de la technologie du bois massif. Il permet de créer des bâtiments plus légers, également plus durables à tous points de vue.
Cela nécessitera toutefois quelques étapes pour passer d’une curiosité à un pourcentage significatif de nouvelles constructions :
- Réforme des codes de construction locaux afin de prendre en compte les nouvelles normes internationales.
- Formation des architectes et des constructeurs sur la meilleure façon d’utiliser ce nouveau matériau.
- Déploiement à grande échelle des installations de fabrication pour produire suffisamment de bois massif.
- Maintien d’un système de certification robuste pour garantir que le bois est cultivé de manière durable.
Tout cela prendra au moins plusieurs années, mais comme la technologie est prête et que davantage de taxes carbone pourraient entrer en vigueur, cela pourrait être plus rapide que prévu.
Investir dans le bois massif
Il n’existe actuellement aucun fabricant ou entreprise de construction spécialisé dans le bois massif qui soit coté en bourse.
Donc, le meilleur moyen de profiter du retour du bois dans la construction au-delà des simples maisons individuelles est probablement d’investir directement dans la production du matériau lui‑-même.
Vous pouvez investir dans des entreprises liées au bois et à la sylviculture via de nombreux courtiers, et vous pouvez trouver ici, sur securities.io, nos recommandations pour les meilleurs courtiers aux États‑Unis, Canada, Australie, Royaume‑Uni, et de nombreux autres pays.
Si vous n’êtes pas intéressé par l’investissement dans des actions individuelles, vous pouvez également regarder l’iShares Global Timber & Forestry ETF (WOOD) ou l’Invesco MSCI Global Timber ETF (CUT) qui offrent une exposition diversifiée au secteur du bois et de la sylviculture.
Entreprise forestière
(WY )
Comme la production de bois peut être très vulnérable aux effets environnementaux tels que les incendies, la sécheresse, les infestations d’insectes, etc., il est préférable que les investisseurs aient une exposition aussi diversifiée que possible.
C’est ce que les REITs forestiers (Real Estate Investment Trusts) offrent, en regroupant dans un instrument coté en bourse la propriété d’une vaste étendue de forêts.
La société Weyerhaeuser est le plus grand REIT forestier coté aux États‑Unis, avec 10,5 millions d’acres détenus aux États‑Unis et 14 millions d’acres concédés au Canada. Elle possède également 35 installations de fabrication à travers l’Amérique du Nord.
Source: Weyerhaeuser
Weyerhaeuser est reconnue comme un leader des pratiques forestières durables, avec un reboisement géré grâce à sa propre technologie et à ses variétés d’arbres. Elle maintient également des arbres le long des rivières pour les protéger des dommages liés à l’exploitation forestière et applique sur 100 % de ses terres la norme d’initiative forestière durable, ne coupant que 2 % de ses forêts chaque année.
Source: Weyerhaeuser
L’ampleur de l’entreprise lui permet également de mettre en place des procédures efficaces pour réduire les coûts et optimiser les opérations, ce qui en fait un producteur à très faible coût.
Source: Weyerhaeuser
En plus des marchés locaux des États‑Unis et du Canada, l’entreprise exporte également des grumes, principalement vers le Japon (66 %) et la Chine (25 %).
Grâce à sa géographie diversifiée et à sa capacité d’exportation, l’entreprise est beaucoup moins vulnérable aux dynamiques d’un marché immobilier local individuel que les concurrents plus petits.
Dans l’ensemble, alors que nous cherchons à réduire les émissions de carbone, la demande de bois et de bois d’œuvre devrait croître dans un avenir prévisible.
Des entreprises comme Weyerhaeuser seraient idéalement placées pour profiter d’une demande accrue de bois, et constitueraient un fournisseur très fiable pour tout nouveau fabricant de bois massif cherchant à établir une chaîne d’approvisionnement stable.
