La préfabrication peut-elle rendre la construction plus écologique et abordable ?

On peut définir le concept de préfabrication par la production en usine d’éléments, de parties ou de bâtiments entiers transportés sur un chantier pour une installation rapide. Alors, quel est son impact pour l’environnement et les coûts de construction ?

Cela représente de nombreux avantages par rapport aux méthodes de construction traditionnelles, par sa rapidité, sa précision d’exécution, l’efficacité, la propreté du travail et, dans de nombreux cas, le coût. Considérant que le logement est un besoin humain primaire, l’utilisation de méthodes industrielles pour la construction de logements abordables et de bonne qualité a toujours intéressé les architectes.

Elles s’appliquent aussi bien pour loger des populations urbaines croissantes que pour des installations temporaires ou d’urgence. Après de nombreuses tentatives au cours de l’histoire, la question demeure de savoir si la popularisation de la préfabrication dans le domaine de la construction peut être une solution pour assurer une plus grande équité dans l’accès au logement.

Maison pour Tous – Dortheavej Residence / Bjarke Ingels Group – Credit photo Rasmus Hjortshoj

Cette idée est loin d’être nouvelle. Des architectes tels que Frank Lloyd Wright, Le Corbusier, Jean Prouvé et Walter Gropius ont développé divers projets pour intégrer efficacement la construction de logements à cette industrie. Ce dernier mérite tout particulièrement d’être souligné pour ses efforts en la matière : la publication « The Dream of the Factory Made House », de Walter Gropius et Konrad Wachsmann, éditée par MIT Press, donne un aperçu des expériences des deux architectes allemands, de leurs réalisations et de leurs nombreux revers.

Le Packaged House System, développé par les deux, est un prototype dont l’ingéniosité attire l’attention. Mis au point après la Seconde Guerre mondiale, il peut s’agrandir ou se réduire selon les besoins, mais n’a malheureusement pas survécu sur le plan commercial.

Dans l’édition brésilienne du livre de 1929 « Bauhaus : novarquitetura », on trouve une citation de Gropius qui apporte une approche intéressante du sujet. Il pense que si aujourd’hui, 90 % de la population ne pense plus à commander des chaussures sur mesure, se limitant à utiliser des produits de masse grâce à l’amélioration des méthodes de fabrication, à l’avenir, l’individu pourra commander son logement le plus adapté en préfabrication.

La technologie moderne est peut-être à la hauteur de cette tâche, mais pas l’organisation économique du secteur de la construction, qui dépend encore entièrement des méthodes de travail manuelles et ne réserve pas à la machine un rôle plus important.

Bien qu’il existe actuellement de nombreuses entreprises et exemples de maisons préfabriquées, la prédiction de Gropius ne s’est manifestement pas concrétisée comme il l’avait prévu et, surtout dans les pays en développement : la construction est encore très artisanale. En effet, le secteur est jugé extrêmement résistant au changement et aux incorporations technologiques.

Minimod Curucaca / MAPA. Image © Leonardo Finotti

Mais ce scénario a changé. Il existe deux grands types d’éléments préfabriqués : 2D et 3D. Alors que le premier regroupe les éléments et panneaux prédimensionnés, qui facilitent le transport et la personnalisation du bâtiment, les préfabriqués 3D, en revanche, sont des systèmes volumétriques structurels tridimensionnels. Ils peuvent être combinés sur place pour recouvrir d’autres unités ou systèmes, comprenant généralement déjà toutes les installations.

Le rapport « Construction modulaire : du projet au produit » (en anglais), publié en 2019, souligne que la construction modulaire (ou préfabriquée) n’est pas un concept nouveau, mais les avancées technologiques, les demandes économiques et les changements de mentalité font qu’elle suscite un élan d’intérêt et d’investissement sans précédent.

Si cela se produit, elle pourrait donner à l’industrie un énorme coup de pouce à la productivité, aider à résoudre les crises immobilières sur de nombreux marchés et remodeler de manière significative la façon dont nous construisons aujourd’hui. Le document fait valoir que les récents projets modulaires ont déjà fait leurs preuves en matière d’accélération des calendriers de projets.

La construction modulaire peut accélérer la construction jusqu’à 50 % et, avec les bons compromis, elle peut réduire les coûts de 20 %. Cette approche a également le potentiel de générer des économies de coûts significatives, bien que cela soit encore plus l’exception que la norme aujourd’hui.

Grâce à la préfabrication et à la modularité, il est possible de réaliser les travaux de base pendant que le reste de la structure est construit en usine. Sur le site de construction, le processus est rapide et s’effectue généralement à l’aide de machines lourdes pour soulever les structures.

La réduction du temps de construction, la plus grande prévisibilité du calendrier, la diminution des exigences en matière de main-d’œuvre et la réduction des déchets sur le site correspondent à une diminution des coûts de l’ouvrage final et à une appropriation plus rapide pour la commercialisation.

À mesure que les conceptions, les processus, les outils et les technologies progressent, les coûts peuvent également se dissiper au fil du temps sans sacrifier la qualité des matériaux. La répétition d’un plus grand nombre de processus permet des gains d’efficacité qui réduisent considérablement les coûts à long terme.

C’est précisément la répétition et la prétendue monotonie que de nombreux détracteurs des systèmes préfabriqués mettent en avant, sous l’argument que la modularité peut entraver la créativité et homogénéiser à l’excès la production architecturale.

Comme l’affirme Samuel Gonçalves dans cet entretien, « plus que de conditionner la créativité, nous pensons que ces systèmes finissent par provoquer un changement dans le processus de conception. Et ce n’est pas nécessairement négatif ou limitatif.»

Salles Modulaires de l’Ecole Internationale de Palmela / Studio AMATAM. Image © Sérgio Garcês Marques

Si, dans l’architecture traditionnelle, nous idéalisons un projet et réfléchissons ensuite à la manière dont nous allons le construire, dans l’architecture préfabriquée, cette séquence est nécessairement inversée. Dans ce cas, nous devons d’abord comprendre le système, la façon dont les éléments sont fabriqués, transportés et assemblés, et ce n’est qu’ensuite que nous pouvons envisager la forme finale de la construction.

En d’autres termes, si dans l’architecture traditionnelle, la forme détermine le système de construction, dans l’architecture préfabriquée, c’est le système de construction qui détermine la forme.

À cet égard, Gropius s’est également montré préoccupé, mais a défendu que la standardisation et l’adaptabilité n’étaient pas des concepts dichotomiques :

« Le logement de masse exige une production de masse, et à cette fin, l’architecte doit apprendre à travailler avec l’industrie. »

Pour lui, l’industrialisation du processus d’habitation implique inévitablement la standardisation. Nous ne devons pas y résister, car les normes sont les standards d’une communauté civilisée et lui donnent une unité d’expression. Cependant, nous ne devons pas oublier que les besoins et les désirs individuels varient et que, dans les limites du consensus social, l’homme doit pouvoir choisir.

Il ajoute que les logements fabriqués par l’industrie doivent être adaptables et répondre aux demandes de changement et de croissance. Les habitations industrialisées doivent donc être conçues de manière à assurer un maximum d’utilité, de standardisation et d’interchangeabilité des pièces et un maximum de variabilité de l’ensemble.

De plus, ce système de construction industrialisé n’est pas une fin en soi, mais une partie intégrée d’un ensemble plus vaste, un niveau dans un système hiérarchique environnemental, social et économique.

La vérité est que, même si elles sont omniprésentes dans l’histoire de l’architecture moderne, les constructions modulaires qui ont réellement pris leur envol ont fini par s’étioler avec le temps. L’histoire des maisons américaines sur catalogue illustre bien ce point. Actuellement, on trouve sur le marché des systèmes préfabriqués en bois, béton et autres matériaux, ainsi que des options pour des pièces entières ou même des bâtiments préfabriqués avec des temps d’exécution impressionnants.

Dans le cas du Brésil, par exemple, la préfabrication a été plus courante dans les programmes de grande envergure tels que les écoles ou les hôpitaux. Pour les maisons individuelles, il existe également quelques bons exemples, bien que plus timides, qui démontrent les possibilités du système.

Escritório Modular Tini / delavegacanolasso. Image © Imagen Subliminal (Miguel de Guzmán + Rocío Romero)

Cependant, chaque fois que nous abordons les systèmes, matériaux et technologies de construction, il est nécessaire de tenir compte de la situation de chaque lieu et de ses particularités. La faisabilité de la solution varie et, dans les pays en développement, les coûts sont très différents de ceux des pays développés.

Dans de nombreux cas, le coût des matériaux, des équipements et des technologies est plus élevé dans les pays en développement, mais le coût de la main-d’œuvre est beaucoup plus faible. Alors qu’au Japon et dans les pays nordiques, la préfabrication est une réalité depuis des décennies, dans les endroits où la main-d’œuvre peu qualifiée est bon marché, ces technologies en sont encore à leurs débuts.

Il est également important d’ajouter que l’accessibilité financière des logements n’est pas simplement une question de technologie de construction. Un facteur qui pèse sur le coût total d’une maison est le prix du terrain, influencé par l’emplacement et la proximité des équipements urbains. Il est essentiel d’aborder cette question lorsque nous parlons des possibilités d’accès au logement.

Les systèmes structurels et les composants préfabriqués sont extrêmement efficaces pour garantir une utilisation minimale de matériaux avec un avantage structurel maximal. En même temps, cela exige des projets plus complets et détaillés, de préférence grâce à l’utilisation de la modélisation BIM. Avec les exigences du monde actuel, tant en termes de productivité que de durabilité, le passage des techniques traditionnelles aux systèmes modulaires nécessitera des mises à jour de la part des concepteurs, des fabricants et des entrepreneurs.

Minimod / MAPA. Image © Leonardo Finotti

Les bâtiments préfabriqués peuvent être utilisés pour ériger des structures esthétiques et solides, offrant efficacité, qualité et accessibilité pour la construction de logements ou d’autres programmes divers. Il est important que les technologies cherchent à intégrer, dans la mesure du possible, les matériaux locaux, les connaissances et le respect des caractéristiques de chaque région pour une meilleure acceptation.

Notre avis : En France, la construction préfabriquée est une solution étudiée depuis longtemps. Et comme partout ailleurs, son succès s’est confronté à la dure réalité de la rentabilité de ce système constructif, qui demande d’énormes investissements pour sa mise en place. Or, jusqu’ici peu de groupes immobiliers, peu d’investisseurs n’avaient véritablement passé le pas d’une industrialisation à grande échelle. Mais plusieurs facteurs sont en train de complètement changer la donne :

• la numérisation (via le Bim) commence à se standardiser et donc à devenir plus accessible pour les concepteurs.
• les fabricants de matériaux ont adapté leurs formats (notamment dans le bois) pour répondre à des contraintes de taille
• les fabricants de machine-outils proposent des solutions de plus en plus abordables qui offrent des possibilités quasi-infinies de créativité
• la réglementation environnementale du bâtiment pousse les promoteurs et maîtres d’oeuvre à chercher des solutions plus efficaces pour construire de façon plus pertinente (écologiquement)

On peut même espérer, qu’après le retard pris sur les pays nordiques et de l’est de l’Europe, la France devienne dans les années à venir une référence en matière de construction hors site, notamment dans le domaine du bois.

Traduit d’un article publié sur Archdaily et écrit par Equity 

Crédit Photos : (image de une) Ossabois, Fernando-Guerra, Sergio-Garces-Marques, Leonardo-Finotti, Imagen Subliminal.

Christian

Rédacteur Build Green, passionné par l'architecture et plus précisément les habitats écologiques et alternatifs. Je plaide pour une utilisation des énergies renouvelables, des matériaux recyclés et pour un habitat respectueux de l'environnement.