Sidewalk Labs, la branche architecture et urbanisme de la société mère de Google Alphabet, a dévoilé un modèle numérique pour ce qui serait le plus haut bâtiment en bois massif du monde, atteignant 35 étages.

Sidewalk Labs prévoit de construire des gratte-ciel en bois massif dans le cadre de son réaménagement du secteur riverain de Toronto, mais les bâtiments les plus hauts de ce type sont actuellement de 18 étages, et l'entreprise veut aller plus haut.

Pour explorer comment cela pourrait être réalisé, la société a passé un an à travailler sur "une preuve de concept numérique" ou "proto-modèle" pour une tour en bois de 35 étages, ce qui en ferait la plus haute du monde.

Il a consulté un certain nombre d'entreprises sur le projet, y compris les cabinets d'architectes Gensler et Michael Green Architecture, qui ont produit les visuels.

Résumé dans une série de postes moyens, le projet fournit à la fois un aperçu des performances hypothétiques du bâtiment et explore comment il pourrait être construit le plus efficacement possible en pièces dans une usine.

Proto-Model X par Sidewalk Labs
Sidewalk Labs a développé Proto-Model X en huit étapes de conception distinctes

Sidewalk Labs appelle la preuve de concept que l'équipe a développé Proto-Model X (ou PMX pour faire court). Outre ses références durables, le bois suscite de l'intérêt car il ouvre la porte à une nouvelle ère de construction abordable, efficace et à faible taux de déchets, avec des pièces découpées en usine et assemblées sur place.

Sidewalk Labs a rendu son modèle de construction 3D en bois massif dans le logiciel de construction Revit d'Autodesk. Le processus a impliqué huit étapes de conception distinctes, en commençant par explorer les options de volume et en continuant à planifier un système mécanique, électrique et de plomberie (MEP) sans combustibles fossiles et à créer une variété de revêtements.

Un processus clé consistait à évaluer les options structurelles. Parce que le bois est plus léger que les autres matériaux de construction – le PMX est environ 2,5 fois plus léger que son équivalent béton – il est sensible aux forces latérales, comme le vent.

L'équipe a exclu d'utiliser un noyau en bois de construction, qui aurait dû être si épais qu'il aurait consommé de l'espace au sol précieux et serait presque impossible à fabriquer.

"C'est l'une des raisons pour lesquelles bon nombre des grands bâtiments en bois achevés à ce jour sont en fait des hybrides, renforcés à leurs noyaux par des murs en béton ou des contreventements en acier", écrit Cara Eckholm, chef de projet, dans un blog.

"Nous avons préféré travailler exclusivement avec du bois, si possible, pour saisir ses avantages en termes de durabilité et pour prouver le potentiel de fabrication."

Proto-Model X par Sidewalk Labs
L'équipe a exclu d'utiliser un noyau de bois de construction, qui aurait dû être si épais qu'il aurait consommé de l'espace au sol précieux et serait presque impossible à fabriquer

Au lieu de cela, l'équipe "s'est inspirée de tactiques d'ingénierie plus typiques de la conception de bâtiments très hauts", utilisant un cadre à croisillons comme exosquelette et un amortisseur de masse réglé pour contrer les forces latérales.

L'amortisseur de masse réglé est un morceau d'acier de 70 tonnes relié par des ressorts au sommet du bâtiment qui fournit une force compensatrice au balancement du vent ou des tremblements de terre. Il permet à Sidewalk Labs d'éviter l'option la moins respectueuse de l'environnement de verser du béton dans le cœur du bâtiment.

Dans un deuxième blog, Eckholm examine les étapes finales du processus de conception de Sidewalk Labs, où ils ont examiné comment le bâtiment serait optimisé pour la production en usine.

Ici, ils ont travaillé pour contrôler le nombre total de pièces et le nombre de pièces uniques, et pour assurer la facilité d'assemblage.

Tous les bâtiments en bois massif de Sidewalk Labs seraient produits à partir d'un «kit de pièces» modulaire et emboîtable.

Cela comprend des éléments comme les balcons, les murs, les dosettes de salle de bain et les dosettes de cuisine, plomberie incluse. Mais son unité la plus fondamentale est la "cassette de plancher" – un panneau avec des couches acoustiques et isolantes qui serait fabriqué en 25 minutes sur la chaîne de montage.

Proto-Model X par Sidewalk Labs
Tous les bâtiments en bois massif de Sidewalk Labs seraient produits à partir d'un «kit de pièces» modulaire et emboîtable

"L'utilisation de cassettes pour construire des planchers est très différente de la façon dont les planchers des immeubles de grande hauteur sont construits aujourd'hui", a écrit Eckholm. "Dans un bâtiment typique construit sur site, des échafaudages en acier ou en contreplaqué sont construits pour former la base du sol, avec du béton coulé sur le dessus – un processus long, ardu et à forte intensité de carbone.

"Même dans les bâtiments préfabriqués, qui sont peu nombreux et espacés, les pièces de plancher ne sont généralement que des dalles de béton de base, et l'équipement mécanique, électrique et de plomberie doit être fixé séparément", a ajouté M. Eckholm.

Enfin, l'équipe s'est penchée sur le bardage, concevant un certain nombre de "skins" pour l'enveloppe du bâtiment afin d'éviter de créer un paysage emporte-pièce de façades identiques. Leurs options incluent un motif en diamant, des volets colorés et un effet à facettes.

"Avec les coûts de construction en plein essor dans de nombreuses grandes villes, le bois est une solution potentielle pour offrir plus d'accessibilité. Mais au lieu de conduire à des gratte-ciel génériques, les bâtiments en bois peuvent former des quartiers dynamiques célébrés pour leur architecture distincte – pas seulement pour leur ingénierie efficace", conclut-il Eckholm.

Sidewalk Labs a remporté l'appel d'offres pour l'aménagement du secteur riverain de Toronto, sur la rive du lac Ontario, en 2017, et y travaille depuis.

Les autres objectifs du programme expérimental comprennent des propositions de construction d'imperméables, de balises d'orientation et de chaussées chauffées.

Ses propositions pour une ville intelligente de haute technologie ont cependant suscité certaines critiques, les inquiétudes concernant la surveillance et la collecte de données entraînant de nouvelles restrictions sur le projet fin 2019.