Les bâtiments en bois ont longtemps créé une atmosphère chaleureuse et esthétique, tout en attirant les investisseurs immobiliers qui souhaitent réduire leur empreinte carbone. Aujourd'hui, les résultats d'un nouveau projet de recherche montrent que les bâtiments en bois présentent un autre avantage : ils peuvent résister aux tremblements de terre tout aussi bien que les constructions traditionnelles.

Une expérience lancée il y a quelques mois à l'université de Californie à San Diego, impliquant plus de 40 professionnels du monde des affaires et du monde universitaire, indique que les bâtiments en bois de grande hauteur sont capables de résister à de violentes secousses. Les tests sur une structure en bois de 10 étages, appelée TallWood, construite pour le projet sur le campus ont révélé jusqu'à présent un degré de résistance sismique supérieur aux attentes.

« Nous nous attendions à des dégâts, mais nous avons observé qu'il s'agit du test le plus ennuyeux jamais réalisé », explique Shiling Pei, professeur de génie civil à la Colorado School of Mines qui dirige l'expérience de San Diego. « Rien ne se brise », même lorsqu'il est soumis aux simulations sismiques les plus intenses, a-t-il déclaré, ajoutant que d'autres tests sont prévus pour la fin de l'été.

Ces premiers résultats sont importants pour le secteur de l'immobilier commercial en raison de la popularité croissante des structures fabriquées principalement à partir de bois aux États-Unis. Les architectes et les ingénieurs cherchent à étendre l'utilisation du bois à mesure que les codes du bâtiment changent et que de plus grandes structures en bois sont construites.

Le type de bois utilisé dans les projets de construction, connu sous le nom de bois massif, qui désigne plusieurs types de produits en bois d'ingénierie, comprend des planches de bois traité, généralement de l'épicéa, du sapin ou du pin, fixées les unes aux autres par de la colle ou d'autres adhésifs. Le produit fini présente des caractéristiques de résistance et de résistance au feu égales à celles du béton et de l'acier.

Les architectes, les entreprises de construction et d'ingénierie et les entreprises forestières privées s'efforcent depuis des années de concevoir des bâtiments avec des proportions toujours plus élevées de bois massif et de moins en moins d'acier et de béton. TallWood est le plus haut bâtiment fabriqué principalement à partir de bois massif jamais testé dans le monde pour résister à des tremblements de terre de grande envergure, selon Dan Dolan, professeur de génie civil à l'université de l'État de Washington qui participe à l'expérience à l'UC-San Diego.

Même dans des bâtiments comme TallWood, où les planchers, les murs, les plafonds et la charpente sont tous en bois massif, du béton et de l'acier sont encore utilisés dans des domaines tels que les fondations ou les ancrages, les fixations, les clous et les vis.

Les bâtiments doivent encore surmonter des obstacles, notamment en termes de coûts totaux, de preuve de leur solidité et de conquête du secteur de l'assurance. Mais les tests montrent les domaines dans lesquels des améliorations pourraient être apportées.

L'expérience TallWood consiste à placer la structure sur une plate-forme mobile, appelée table à secousses, qui simule les conditions sismiques. La National Science Foundation a accordé 2 millions de dollars de subventions pour aider à financer la conception et la construction du bâtiment d'essai, qui devrait être démoli une fois l'expérience terminée. Les entreprises forestières et les universités soutiennent également le projet par le biais de financements et de recherches, bien que les organisations fournissant le financement n'aient pas été divulguées.

L'expérience de San Diego est remarquable car elle examine la capacité du bois massif à supporter les contraintes latérales causées par les tremblements de terre, selon l'ingénieur en structure David Cocke. Les systèmes latéraux sont généralement en béton et en acier.

« Le potentiel est réel », a déclaré Cocke, directeur et fondateur de la société d'ingénierie Structural Focus, à CoStar News. « Vous devrez convaincre les planificateurs que c'est viable, mais je pense qu'une version des systèmes latéraux en bois massif sera mise au point. »

Les efforts déployés au niveau mondial pour lutter contre le changement climatique et la popularité des bâtiments en bois qui en découlent sont susceptibles de créer une demande accrue pour de nouvelles constructions en bois massif, a déclaré William Silva, directeur de la pré-construction chez Swinerton, une entreprise de construction nationale qui fournit des services d'ingénierie pour le projet de recherche de San Diego. Et cette hausse pourrait se produire en grande partie sur la côte ouest, dans certaines des régions les plus remarquables du monde points chauds sismiques.

« C'est de plus en plus courant », a déclaré Silva à CoStar News.

Au fur et à mesure que la technologie a évolué dans les méthodes de production du bois massif, les architectes et les ingénieurs du bâtiment ont pu l'utiliser davantage dans la conception des bâtiments. Cela contribue au fait que le bois massif est plus flexible, ou ductile, que les matériaux de construction traditionnels.

« Le bois a une meilleure ductilité que le béton ou l'acier », explique Jonathan Heppner, associé chez Lever Architecture à Portland, dans l'Oregon, à CoStar News. Cela « lui permet de se déformer et de fléchir lors d'un événement sismique sans défaillance ». Heppner et son cabinet ont été les architectes principaux du bâtiment utilisé lors de l'essai sismique de San Diego.

La production de bois massif nécessite moins de carbone que le béton et l'acier, Marc Oberholzer, directeur d'un cabinet d'architecture KTGY, un créateur de modèles en bois massif, a déclaré à CoStar News. Cela rend les bâtiments en bois massif plus attrayants pour les investisseurs immobiliers.

« Un bâtiment qui consomme beaucoup d'énergie ou qui a été construit à partir de matériaux nécessitant beaucoup d'énergie a une valeur inférieure », explique Oberholzer.

Ces dernières années, les entreprises de conception et de construction se sont déjà tournées vers les bâtiments fabriqué à partir de bois massif. Sycomore and Oak, un espace commercial et un incubateur de petites entreprises qui a ouvert ses portes le mois dernier à Washington, D.C., est principalement fabriqué à partir de bois massif. Le stade de basket-ball de 4 200 places de l'université de l'Idaho, qui a ouvert ses portes en 2021, utilise du bois de construction pour ses poutres de soutien.

Ce qui change, c'est la fréquence croissante d'utilisation du bois massif pour tous les types de propriétés en Amérique du Nord. Des dizaines de nouveaux modèles utilisant du bois massif sont prévus aux États-Unis et au Canada, et nombre d'entre eux sont situés dans des régions à fort taux d'activité sismique. Les dessins sont également de plus en plus grands.

« Certains bâtiments en bois massif à Vancouver, en Colombie-Britannique, sont hauts, mais ils reposent sur un noyau en béton », c'est-à-dire la partie centrale d'un bâtiment qui, combinée à une charpente extérieure en acier, fournit le support structurel nécessaire à la résistance aux tremblements de terre, explique Oberholzer. « L'espoir est d'éliminer les noyaux de béton géants et les murs abrupts en béton », a-t-il déclaré.

Certains promoteurs explorent la possibilité de développer des bâtiments en bois massif pouvant atteindre 18 étages, à condition que les juridictions locales modifient les codes du bâtiment pour tenir compte de cette hauteur, explique Pei, professeur de génie civil à la Colorado School of Mines.

Cependant, il n'est pas garanti que le bois massif remplacera le béton et l'acier en tant que principal type de matériau de construction utilisé dans la construction commerciale. Le bois massif est encore plus cher, a déclaré Pei.

« Comme notre production nationale de bois massif est insuffisante, les prix sont encore plus élevés », a déclaré Pei à CoStar News. Il a estimé que le coût du bois massif était supérieur de 5 à 10 % à celui du béton et de l'acier.

Certaines compagnies d'assurance peuvent également facturer des primes plus élevées pour les bâtiments en bois massif, bien que les normes industrielles n'aient pas encore été établies, a déclaré Pei.

Les bâtiments construits dans des zones sismiques nécessitent déjà des polices d'assurance distinctes, a déclaré Don Griffin, vice-président des polices du groupe industriel American Property Casualty Insurance Association. Certains assureurs offriront des remises aux propriétaires qui modernisent leurs bâtiments avec des matériaux conçus pour résister aux tremblements de terre.

« Le secteur de l'assurance encourage vivement les propriétaires, les locataires et les entreprises à réduire les dommages potentiels causés par les tremblements de terre en renforçant les maisons et les entreprises », a déclaré Griffin dans un communiqué envoyé par courrier électronique.

Malgré la hausse des coûts d'assurance, Silva, de l'entreprise de construction Swinerton, a indiqué que son entreprise recevait de plus en plus de demandes de la part de promoteurs concernant les bâtiments en bois massif. La division Timberlab de Swinerton fournit des composants de construction utilisés dans la construction en bois massif.

« Nous pensons que cela concerne les logements, les bâtiments municipaux, les services médicaux et les aéroports », a déclaré Silva. Dans le même temps, les clients de Lever Architecture qui ont commandé des bâtiments en bois massif réagissent très favorablement aux matériaux de construction, explique Heppner, associé au sein de l'entreprise basée à Portland. Selon Heppner, de nombreux promoteurs considèrent que l'expérience du bois naturel à l'intérieur et à l'extérieur d'un bâtiment vaut la peine d'être payée.

« C'est agréable d'être dans des bâtiments en bois massif », explique Heppner. « Ils sont chaleureux, tactiles et accessibles. »