Matériaux
Pour accompagner sa politique de recherche & développement autour d’un béton décarboné, le groupe cimentier Holcim propose toute une gamme de solutions innovantes pour les constructions d’aujourd’hui et de demain. Du design et des systèmes intelligents qui repensent le bâti des structures (pont Striatus), des sols (Rippmann Floor System) aux toits végétalisés (green roofing), quand il ne s’agit pas de la construction de la maison elle-même en 3D !
Les problématiques de développement durable et d’économie énergétique mettent les grands groupes de la construction face à de nouveaux enjeux majeurs. C’est le cas notamment du groupe cimentier Holcim, leader mondial des matériaux et des solutions de construction (en particulier depuis sa fusion avec l’entreprise française Lafarge), qui est entré dans une stratégie globale de projets innovants visant à la décarbonation du béton, tant dans sa production (solutions de construction vertes, principes de recyclage) que dans la mise au point d’une nouvelle génération de technologies. « On construit l’équivalent d’un New York tous les jours », explique Edelio Bermejo, directeur du département R&D d’Holcim. « Et 60 % de l’urbanisme nécessaire à loger la population à venir est encore à venir. Nous avons donc un énorme besoin de béton, et pour que cette offre soit cohérente, ce béton doit être de plus en plus durable. »
Du béton « durable », c’est quoi ?
Concrètement, un béton « durable » est d’abord un béton plus axé sur les produits locaux, pierres et granulats, entrant dans sa composition, pour des questions de circuits courts bien compréhensibles. La recherche sur de nouvelles compositions et procédés de fabrication menés dans le département R&D d’Holcim à Lyon, en partenariat avec tout un écosystème innovant de start-up et de grandes écoles (MIT, Ecole des Ponts, Paris Tech), et à travers les gammes de béton et ciment durables ECOPact et ECOPlanet, est une autre option. Elle permet de créer des constructions avec du béton moins friand en CO2 et avec une empreinte carbone réduite de 30 à 100% (comme cela est le cas pour les Sphères de Seattle, des dômes de verdure intégrant un vaste complexe de bureaux construit au cœur de la ville). L’éventuel hausse du coût du béton qui en résulterait n’est pas un souci. Actuellement, le coût moyen du béton ne représente que 4,7% du prix d’un bâtiment (alors qu’il constitue 73 % de sa masse). Une simple hausse de 20% de son coût ne représenterait donc que 6% du prix total du bâtiment, ce qui est largement amortissable à la condition de le décarboner.
Une autre solution porteuse réside dans les recherches en recyclage du béton existant : un principe de construction circulaire qui réduit automatiquement l’impact carbone procédant de la fabrication de nouveau béton et qui implique peu de coût d’énergie pour transformer le béton récupéré, sans perte de qualité technique. « Le principal coût est le transport », expose Edelio Bermejo qui concède toutefois un nécessaire « changement de mentalité » chez les clients. En Suisse, beaucoup semblent déjà convaincus, et le ciment Susteno, le premier ciment au monde conçu avec 20% de matériaux recyclés, est déjà disponible sur le marché helvète.
Si vous ajoutez à cela tout un faisceau de recherches technologiques (captation et stockage du CO2 dégagé par la production de béton – par exemple pour produire du kérosène synthétiques ; béton connecté ou béton magnétisable, permettant de charger la batterie de votre téléphone voire celle d’un bus ; béton hydromedia, pour des sols absorbant les eaux de pluie, comme cela est déjà le cas dans un parc d’Aubervilliers), la myriade de pistes en cours de développement ou déjà opérationnelles donne le tournis.
De nouveaux systèmes de construction intelligents
Pourtant, cette stratégie d’ensemble autour du béton durable et décarboné, ne repose pas que sur le matériau lui-même. Du côté d’Holcim, on a choisi de faire aussi appel au design pour promouvoir de nouveaux systèmes de construction intelligents, susceptibles en particulier de faciliter l’assemblage et de réduire la masse de matériau nécessaire à la réalisation de la surface souhaitée. Une réflexion qui passe par tous les aspects du bâti, des toits aux sols des bâtiments, et jusqu’au mobilier urbain.
Pour la couverture, Holcim propose sous la marque Firestone, toute une série de systèmes de toits végétalisés particulièrement intéressants pour rafraîchir et isoler les habitations dans des villes où le poids de l’urbanisme a été très fort ces dernières années, en Asie particulièrement. Les 22 000 mètres carrés de toits de l’Université Tammassat, à côté de Bangkok en Thaïlande, accueillent donc grâce au principe de membrane thermoplastique Ultrafly TOP tout un système de fermes en cascade qui participent à absorber naturellement les eaux de pluie, à réduire l’effet de chaleur urbaine, à offrir un circuit court de production agricole et à lutter contre la déperdition énergétique passant généralement par les toits (en moyenne 60% de perte).
Du côté des planchers, Holcim s’est associé avec le Block Research Group (BRG) de l’ETH-Zurich pour développer un innovant système de sols très léger en poids et facilement montable/démontable. Le Rippmann Floor System s’assemble en effet aisément du fait de son aspect géométrique en blocs d’arches, tous de la même forme et modulables les uns avec les autres. Ce système évite l’appoint de renforcement intégré en acier, ce qui favorise le recyclage. La forme des blocs utilisés leur permet d’être moins dense, en incorporant des parties vides qui rendent les structures à la fois moins lourdes et plus écologiques. L’utilisation de matière est en effet réduite de moitié et grâce à l’usage de béton vert ECOPact et de ciments vert ECOPlanet, l’empreinte carbone s’en voit diminuée.
En termes de structure, le pont Striatus a été particulièrement remarqué lors de la dernière biennale d’architecture de Venise. Comme le Rippmann Floor System – il a lui aussi été conçu avec l’ETH de Zurich notamment – il procède d’un assemblage de blocs uniques (53 en l’occurrence), spécialement designés pour tenir ensemble grâce à des points de compression et de gravitation. Il n’utilise donc aucune colle ou jointure. Chaque élément est placé à l’endroit précis pour permettre là aussi une utilisation minimale de béton décarboné. Ce calcul extrêmement précis et sa fabrication très technique résulte là encore de l’utilisation d’imprimantes 3D. Une démarche étonnante qui permet à Holcim d’imaginer des schémas de production/commercialisation… et d’ouvrir encore de nouvelles perspectives.
Des imprimantes 3D bâtisseuses
En effet, Holcim place l’utilisation d’imprimantes 3D au cœur de plusieurs projets d’architecture et de systèmes de construction intelligents menés à l’international et particulièrement en Afrique grâce à sa filière 14trees. Au Malawi, une école entière a été conçue en 2021, grâce à ce système de chantier technologique rapide et économe en matière. Les images sont impressionnantes. Imaginez une imprimante géante traçant en aller-retour, puis sur tout le pourtour d’une forme rectangulaire, l’empilement des infrastructures murales en béton nécessaires à l’édification d’une vraie maison !
18 heures ont été nécessaires à cette conception record qui en appelle bien évidemment d’autres. Au Kenya, pour permettre de répondre à la demande de construction rapide de logement, Holcim vient tout juste de lancer un ambitieux projet de 52 unités d’habitation construites grâce à l’impression 3D. Une pierre supplémentaire dans le jardin du béton durable et décarboné.
Projets tertiaires à grande échelle ou projets d’architecture d’intérieur à caractère unique, Mineral Art Concept remet au goût du jour l’usage du terrazzo à travers la perpétuation d’un savoir-faire millénaire.
Start-up artisanale aux compétences hors norme, Mineral Art Concept est le seul fabricant de véritable terrazzo en France. Particulièrement employé dans l’Antiquité, le terrazzo est un matériau composite constitué de fragments de marbres, taillés selon des formes très diverses, mélangés à un liant (chaux ou ciment), poli et dont l’aspect brillant s’apparente à la pierre naturelle. Le choix des grains, la granulométrie, le seminato (semage du grain) ou les couleurs des terres employées offrent de multiples possibilités de compositions, donnant à cette technique ancestrale de multiples possibilités décoratives.
Comme le précise Maxime Touil, fondateur de Mineral Art Concept, « ce savoir-là ne vient pas à vous, il faut en faire la démarche. » Il faut en effet avoir une connaissance approfondie des matériaux naturels (chaux, granulats de marbres, pigments), des matériaux de synthèse (ciment, résine…) et des couleurs pour créer ses propres recettes de fabrication. En proposant une palette de choix d’une grande finesse grâce à l’emploi de terres spécifiques (Terre de Sienne, ocres d’Afghanistan, oxydes de fer d’Égypte), l’idée directrice demeure la maîtrise de la chaîne de production du terrazzo de A à Z, de l’élaboration de la formule jusqu’à la pose de la matière sur place, en dalles ou coulé. « Je me fais un laboratoire sur le chantier », explique Maxime Touil. « C’est une élaboration minutieuse, où l’intervention et les mélanges sont souvent réalisés directement sur site. Nous taillons les marbres et autres matériaux et créons une identité unique pour chaque projet. »
Des projets aux échelles variables et aux identités spécifiques
La diversité d’échelle des projets est en effet saisissante. « Les cabinets d’architectes nous consultent pour des projets tertiaires à grande échelle, mais aussi pour réaliser des projets d’exception, à identité unique », constate-t-il. « Et même si notre produit est normé U4P4 [soit très résistant], cela reste un véritable travail d’orfèvre ! » Pour les projets d’ampleur, comme pour le décor de la Brûlerie de Belleville contant l’histoire de la torréfaction du café, le sourcing des pierres et des pigments reste fondamental, avec ici le choix notable d’un marbre Emperador d’Espagne. Pour le chantier de recouvrement des murs d’un hôtel parisien en terrazzo Scarpa, ce sont 3 000 morceaux de marbre qui ont été taillés à la main.
Très récemment, Mineral Art concept s’est consacré à façonner la seule piscine en terrazzo minéral au monde. « Les façades murales, sol, et escaliers sont entièrement coulés d’un seul tenant. Nous avons aussi créé un dégradé en cascade en marbre Rosso Levanto des extrémités au sol intérieur », poursuit Maxime Touil.
Mais la finesse du travail du terrazzo de Mineral Art Concept peut également se révéler à des dimensions plus réduites, pour unifier l’ensemble des pièces d’une cuisine ou pour créer un comptoir de bar. C’est ainsi toute l’identité de la principale boutique parisienne de l’enseigne « Le Tanneur » qui a été repensée en mode terrazzo. « Nous y avons entremêlé divers matériaux, à savoir du verre soufflé de Murano, du laiton, des éclats de marbres pré-taillés à la main en atelier et des granulats de marbre. Cela a permis de créer un sol unique, avec une identité particulière. »
La vision de Mineral Art Concept repose sur une approche conjuguant le contemporain et l’Antiquité. La formulation des produits est entièrement artisanale, et nécessite une connaissance approfondie des matériaux naturels (chaux, granulats de marbres, pigments), des matériaux de synthèse (ciment, résine…) et des couleurs pour créer ses propres recettes de fabrication.
En développant ses créations en u-carbon – de la fibre de carbone 100% recyclée issue des déchets de l’industrie aéronautique – l’entité Utopic Design entend promouvoir l’usage de ce matériau de pointe dans le design haut de gamme et l’architecture d’intérieur.
Avec la marque Utopic design, le point de convergence entre designers et ingénieurs n’a sans doute jamais été aussi proche des grands enjeux actuels de la conception d’objets haut de gamme : créer des produits à la fois robustes sur le plan matériel et beaux dans leur esthétique ; et valoriser un principe du zéro déchet totalement d’actualité. Cofondée par un ingénieur aéronautique (Gaspard Mallet) et un designer intéressé par des matières permettant « la valorisation par le design » (Christophe Guérin), Utopic Design est une marque déposée de la société ReUSE COMPOSITES INNOVATION du premier cité (une entreprise spécialisée dans le recyclage), qui a bâti tout son savoir-faire sur un matériau bien particulier, le u-carbon. « Nous nous sommes intéressés à ce matériau car il se trouve en quelque sorte aux limites du design et de la conception », explique Gaspard Mallet. « Il permet d’aller plus loin en termes de finesse et de résistance. Il permet de faire des choses très aériennes dans la forme ». Des formes aériennes ? Rien de plus logique en effet. Car à la base, le u-carbon – de la fibre de carbone 100% recyclée – procède de chutes de production de l’industrie aéronautique. Une matière brute qu’Utopic Design va trier, réassembler, façonner à la main, puis polymériser dans son atelier pour produire des objets de grande qualité.
Guéridons, tables basses, consoles…et couteaux ultralégers !
Cette production, Utopic Design la conçoit de deux manières. D’un côté, elle crée ses propres objets en édition, à travers notamment sa collection Twist, portée principalement sur du mobilier et de la décoration. Guéridons, tables basses, mais aussi horloges murales…, l’hôtellerie, de luxe notamment, est le secteur clairement visé. Mais pas seulement. Le Ministère de l’Europe et des Affaires Etrangères leur a ainsi passé commande de plusieurs exemplaires sur mesure de leur élégante console aux larges plateaux rectangulaires. De quoi asseoir déjà dans quelques ambassades, une notoriété internationale très made in France pour le label.
D’un autre côté, Utopic Design développe des économies de projets aux cahiers des charges très précis. La marque a ainsi créé des plateaux de service pour le chef cuisinier Alain Ducasse. Toujours dans le domaine de la restauration haut de gamme et pour parfaire son ancrage local (son atelier se situe à Lezoux en Auvergne), Utopic Design s’est associée à une célèbre coutellerie voisine de Thiers (la maison Tarrerias-Bonjean) et à Julien Duboué, pour concevoir un « couteau de chef » ultraléger et répondant par son usage du u-carbon aux principes de valorisation des circuits courts également défendus par le « Top chef » landais. Trois ans seulement après sa création, Utopic Design entend donc poursuivre son développement et se rapprocher des grandes maisons d’édition, comme Roche Bobois ou Cinna. « Nous voulons vraiment montrer que l’utilisation du matériau carbone présente à la fois des avantages visuels, en marqueterie, et des avantages techniques », poursuit Gaspar Mallet. « La fibre de carbone est encore peu utilisée car c’est un produit cher, mais comme elle est ici recyclée, cela ouvre de nouvelles perspectives, tant en matière de design qu’en architecture d’intérieur. »
La collection Twist by Guerin d’Utopic Design comprend des tables basses, des guéridons et des consoles, que l’on peut déjà retrouver dans certaines ambassades de France.
Ober, spécialiste de surfaces décoratives et panneaux acoustiques pour l’agencement intérieur, ouvre un espace Matériauthèque à Paris. Un lieu riche de plus de 2000 références, entièrement dédié aux professionnels.