La construction modulaire : l’avenir du BTP

La construction modulaire est un assemblage de bâtiments entiers en utilisant des modules unitaires pré fabriqués. Ces modules sont entièrement équipés en électricitéplomberiechauffage et finitions intérieures. Posés sur les fondations, les modules sont assemblés pour créer des bâtiments modulaires complets parfois sur plusieurs niveaux. Selon vos besoins et vos projets, les possibilités sont innombrables. Bâtiment modulaire, constructions sur mesure, bâtiment préfabriqués, les solutions de constructions modulaires tendent à se multiplier sur le marché. Pratiques et faciles à mettre en place, les constructions modulaires trouvent usage dans de nombreuses applications : bureaux, éducation, santé, usines, sanitaires. 

La construction modulaire apparaît comme l’une des clés de l’industrie des matériaux en 2017, comme le soulignent plusieurs articles ces jours-ci, où l’on note également qu’en 2022, plus de la moitié des projets du secteur utiliseront la construction modulaire externe et l’impression 3D. Pour ceux qui sont plus actifs dans les réseaux sociaux, tels que Twitter ou Linkedin, on peut constater l’intérêt croissant pour ce sujet, où il y a de nombreux débats ouverts.

Construction modulaire : les avantages
Du préfabriqué au bâtiment modulaire, la construction modulaire a évolué au fil des dernières décennies. Ces types de bâtisses sont généralement classés en deux familles.

La seconde grande catégorie rassemble les constructions modulaires dites : “monobloc”. Comme leur nom l’indique, ces constructions modulaires forment un seul élément avec des structures indépendantes, conçues, pré assemblées et conditionnées par le fabricant.

Secteur :

Les bungalows de chantier modulaires : figurent dans cette catégorie les toilettes de chantier modulaires et les vestiaires provisoires, mais aussi les réfectoires et dortoirs temporaires.

Les conteneurs d’emmagasinage : ils sont destinés au stockage provisoire des équipements et matériels indispensables à la réalisation du chantier.

Les bureaux de chantier : ces constructions modulaires servent de poste provisoire où doit s’installer le personnel chargé de la conduite, de l’administration et du contrôle des travaux de chantier opérés sur place.

Plusieurs solutions possibles pour obtenir une construction modulaire :

Pour un usage à moyen ou court terme, vous avez la possibilité de louer des constructions modulables que ce soit pendant la durée de réalisation de votre chantier ou à l’occasion de vos campagnes événementielles. Cette solution est avantageuse car elle n’engage pas beaucoup de budget dans le cadre de vos événements. La location peut être facturée mensuellement, à titre hebdomadaire ou par jour d’utilisation. Les coûts de mise à disposition peuvent inclure les frais de transport, d’assurance et de mobilier entre autres.

L’achat est également une option si vous souhaitez démarrer votre projet immobilier à petits budgets. Il vous reste enfin la possibilité de contracter une location-vente avec le fournisseur. Pendant un certain laps de durée, il vous faudra alors, pour ce dernier, vous acquitter mensuellement d’une certaine somme à titre de loyer. A l’issue de la période, vous deviendrez définitivement propriétaire de la bâtisse.

Par rapport aux différentes solutions de construction conventionnelle, la construction modulaire s’avère avantageuse sur 4 points essentiels :

– Les solutions de constructions modulaires offrent de réels avantages en termes d’économie, car le budget peut être réduit jusqu’à 30 %.

– En termes de rapidité, il est aussi clair qu’opter pour des bâtiments modulaires permet d’optimiser plus de 50 % de gain de temps par rapport à la construction traditionnelle.

– En termes de modularité, les constructions préfabriquées sur mesure permettent de prévoir des possibilités d’extension aux fins d’un aménagement futur.

– En termes d’esthétique, le design architectural est personnalisable à l’infini que ce soit pour l’habillage, les couleurs, ou le confort…

Des maisons préfabriquées aux logements industrialisés

Aujourd’hui encore, ce type de construction est souvent appelé “maison préfabriquée”, ce qui n’est pas correct sur le plan conceptuel (il en serait ainsi si l’ensemble de la maison était pré-construit en usine et que son installation se limitait à la placer dans sa position définitive), et même pas du point de vue de son acceptation, puisque malheureusement, aujourd’hui encore, le terme “préfabriqué” est reçu avec une certaine connotation péjorative (ce qui est erroné et injuste, car pratiquement tout autre bien de consommation, une télévision ou une voiture, est tout aussi “préfabriqué”).

Pour tenter de clarifier un peu plus en quoi consiste cette méthodologie de construction et quelles solutions concrètes peuvent être apportées, nous allons utiliser le contenu du Master international en solutions de construction avec du béton préfabriqué, que nous organisons avec STRUCTURALIA.

Qu’est-ce que la construction modulaire ? Approches en fonction du degré d’industrialisation

L’élément de base est le module ou la cellule tridimensionnelle (3D), bien qu’en raison des limitations de fabrication ou de transport, ceux-ci puissent être formés sur place à partir d’éléments plus simples tels que des colonnes, des poutres, des portiques (composants linéaires 1D) et/ou des dalles, des panneaux (composants de surface 2D).

Construction à partir de modules complets, ce qui permet d’obtenir un degré d’industrialisation plus élevé car les tâches de travail sont réduites au minimum possible (assemblage, finition, etc.). Les modules qui en résultent sont des segments entiers d’espace, dans lesquels les sols, les murs et les plafonds, avec leurs installations, forment une seule unité. Il est également possible de trouver d’autres éléments préfabriqués intégrés en béton (escaliers, mobilier intérieur, etc.)

Construction à partir d’éléments préfabriqués qui constitueront le module principal de l’ossature du bâtiment (panneaux d’enceinte extérieurs, divisions intérieures, plancher ou plafond) ou un degré moindre d’industrialisation, car ils impliquent un plus grand nombre de tâches sur le site. Cette deuxième typologie est probablement la plus courante de ce que l’on a appelé la construction modulaire lourde, et nous pouvons assurer qu’elle est presque exclusive de celle en béton.

Il existe deux systèmes d’assemblage différents :

– Système standard, il est basé sur l’union de trois éléments : piliers, poutres et plaques alvéolaires, formant la structure principale. Elle est très utile lorsqu’il faut résoudre des problèmes de grandes portées, d’espaces ouverts, sans murs, dans lesquels la façade agit comme la peau du bâtiment. Il est principalement utilisé pour la construction de bâtiments résidentiels, de bureaux, d’hôpitaux, d’écoles, etc. Jusqu’à 20 mètres de hauteur, avec ou sans sous-sol.

– Grâce à l’assemblage de modules basés sur des panneaux de façade, il tire parti de la position des murs de façade, qui agissent comme un élément structurel, pouvant être formé par des panneaux de support de deux couches de béton séparées par un isolant qui assure les fonctions thermiques et acoustiques. Ce système simplifie le nombre d’opérations. C’est une option structurelle claire dans les bâtiments où l’architecture permet à l’enveloppe d’être suffisamment solide pour agir comme un élément résistant, simplifiant les exigences techniques de la structure.

Types de modules selon l’application

Ils sont constitués de modules simples pour composer des espaces tels que la cuisine, la salle de bain ou le garage, fabriqués de manière monolithique, et peuvent intégrer des installations telles que la plomberie, l’électricité, le mobilier, les toilettes, la domotique, les capteurs solaires sur le toit, etc. avec leurs finitions respectives. Une fois qu’ils sont terminés, ils sont transportés sur le chantier où ils peuvent être assemblés relativement facilement et rapidement, car ils sont insérés entre les dalles de la structure du bâtiment et seuls les raccordements d’eau, d’électricité, de drainage et de ventilation doivent être effectués.

Il s’agit d’une typologie de bâtiment en nette expansion, en particulier dans les pays ayant un potentiel de croissance du bâtiment. Ce point sera examiné plus en détail dans la deuxième partie de cet article. Les maisons sont constituées d’une série de modules qui composent les différents espaces de vie (chambres, salon, etc. ainsi que terrasses, cages d’ascenseur, escaliers, distributeurs, etc.) L’un des grands avantages qu’elle offre est la possibilité de fournir des connexions qui permettent de futures extensions, soit en plan soit en hauteur, selon les moyens des utilisateurs eux-mêmes ou les besoins futurs en matière d’espace. Il est également particulièrement accepté dans la construction de bungalows dans les zones hôtelières.

Dans les projets de construction à plusieurs étages, les difficultés techniques sont évidemment plus grandes, ayant observé des constructions jusqu’à 12 hauteurs. Cela ne veut pas dire qu’il n’y a pas eu de construction d’immeubles d’appartements, de secteurs de services et de bureaux, de centres éducatifs, de centres de santé et de résidences ou de prisons, dont il existe de fabuleux exemples aux États-Unis, basés principalement sur d’énormes modules “cloche” (avec un toit mais sans plancher) en béton armé de 9 x 4 m, qui parviennent à réduire de moitié les coûts de construction et les délais d’exécution d’un bâtiment complet.

Ce type de module est également utilisé pour d’autres applications à l’extérieur du bâtiment, telles que les locaux destinés à abriter des équipements, des installations ou du matériel ; les armoires de contrôle ; les cabines destinées au personnel de surveillance ou de contrôle d’accès ; les garages de véhicules, etc. Un exemple illustratif est celui relatif aux cabines destinées à contenir des éléments d’alimentation électrique, tels que les centres de transformation, qui ont été préalablement approuvés par les compagnies d’électricité de chaque pays.

Mais nous pouvons également inclure dans cette catégorie les abris ou bunkers, compris comme des constructions à usage sporadique qui sont utilisées surtout dans les régions à haut risque de catastrophes naturelles (coups de vent, ouragans, tornades, tempêtes, etc.), ou même dans les zones de conflit armé, afin de pouvoir offrir un abri sûr et une protection aux personnes dans l’environnement le plus proche pendant que le phénomène se produit. Ils peuvent être installés à l’extérieur ou enterrés pour atteindre un niveau de protection plus élevé.

Que peuvent apporter les solutions concrètes préfabriquées à cette “nouvelle” technique ?

La construction modulaire, également appelée construction 3D ou bâtiment industrialisé intégral, permet de profiter des avantages de la préfabrication du béton en usine, permettant la création de structures complètes ou partielles dans les usines de production industrielle, c’est-à-dire la réalisation de modules composés de plusieurs unités constructives qui arrivent à l’ouvrage déjà terminé et dont la gestion dans le travail se limite essentiellement à l’assemblage des mêmes. D’autres processus de production tels que les chaînes de montage ont été pris comme modèle, de sorte que les travailleurs effectuent leur travail dans l’usine et non sur le site, acquérant ainsi un plus grand degré de spécialisation.

Cette méthodologie de construction combine tous les avantages de la préfabrication : rapidité d’exécution, contrôle des délais et des coûts, sécurité, moins de gaspillage et, en bref, économie.