Andrea Frangi aime pousser les choses à l’extrême. En tant que professeur de construction en bois à l’EPF de Zurich, il explore les limites de ce matériau doté d’une force extrême. Cela ouvre sans cesse de nouvelles possibilités de construction. Mais le Tessinois met également en garde: si nous voulons construire beaucoup plus avec du bois, nous devons veiller dès maintenant à ce qu’il en repousse suffisamment chez nous.
Le professeur Andrea Frangi, né en 1971 dans le Tessin, a suivi une formation d’ingénieur civil à l’EPF de Zurich et a obtenu son doctorat «par hasard» sur un projet de construction en bois et de protection contre les incendies. Il est resté fidèle à ce thème. Après un séjour au Canada, il est retourné à l’EPF, où il s’occupe depuis lors principalement de la protection contre les incendies. Depuis 2010, il est professeur de construction en bois à l’Institut de statique et de construction. Andrea Frangi vit avec sa famille à Rüschlikon.
Professeur Frangi, laissez-nous deviner: vous habitez dans une maison en bois.
Eh bien, vous vous trompez! (Rires.) Aujourd’hui, je m’intéresse certes de manière intense au bois, mais, très honnêtement, je ne l’ai pas cherché. En tant qu’ingénieur civil de formation, je suis tombé dedans et j’y suis resté, car le sujet est si fascinant!
Qu’est-ce qui vous fascine le plus?
Le bois est une matière première renouvelable que vous pouvez facilement aller chercher dans la forêt. Il est léger, il sent bon et il est aussi joli à regarder. En outre, ses performances sont tout simplement énormes par rapport à son poids. Ce que la nature nous offre là, c’est un matériau de construction génial.
Pourtant, pendant longtemps, on n’a plus construit en bois.
Après les incendies dévastateurs qui se sont produits à plusieurs reprises, la construction en bois a été quasiment bannie. Au grand dam du secteur de la construction. On pouvait certes encore construire sur deux étages, mais si la construction en bois devait avoir un avenir, nous devions absolument pouvoir construire plus haut. Et là, le critère qui tue est la sécurité incendie. C’est précisément sur ce point que nous avons fortement travaillé.
Qu’entendez-vous par là?
Notre contribution est la recherche sur la protection contre les incendies, que nous faisons avancer à l’EPF depuis 1992. D’un autre côté, le secteur s’est également mis au travail. Ainsi, à partir de 2005, nous avons été autorisés à construire jusqu’à six étages, ce qui constituait une révolution absolue dans le domaine de la construction en bois. Depuis 2015, il n’y a plus de limites. Nous pouvons désormais construire des tours. Cela ouvre des perspectives et des marchés totalement nouveaux.
La recherche en matière de sécurité incendie n’a guère permis d’atteindre cet objectif à elle seule.
Non, bien évidemment. Elle était simplement la condition préalable. Dans le même temps, d’énormes progrès ont été réalisés en matière de techniques de collage et d’assemblage et dans les éléments en dur, comme le bois lamellé croisé. Nous disposons aujourd’hui de la technologie nécessaire pour construire de grands bâtiments.
En Suisse, lorsque nous parlons de constructions en bois, nous pensons surtout aux chalets traditionnels. Cette image est-elle dépassée?
Bien sûr, c’est toujours la première chose qui nous vient à l’esprit. Mais nous rencontrons déjà aujourd’hui de nombreux bâtiments en bois dans les villes. Et il y en aura de plus en plus, car à l’avenir, nous aurons besoin de maisons non pas dans les montagnes, mais dans les centres urbains. Notre image de la construction en bois va donc également changer.
Pourtant, une maison solide doit être construite en pierre. Ce sentiment est-il trompeur?
Totalement! Si tel était le cas, nous ne pourrions pas construire de grands bâtiments. Le bois répond exactement aux mêmes exigences. «Mass Timber» donne le sentiment d’une grande capacité de charge et d’une grande robustesse. Mais même dans ce cas, le bois est toujours léger, ce qui est un avantage considérable la plupart du temps.
Le bois remplacera-t-il tôt ou tard des matériaux comme le béton et l’acier dans la construction d’infrastructures?
Non. Les ressources ne sont pas suffisantes pour cela. Mais le bois est le complément parfait. Une fois qu’un bâtiment est sorti du sol, c’est-à-dire qu’il n’est plus en contact avec l’humidité et la terre, il permet de construire presque n’importe quoi. Le bois est toujours un bon choix lorsqu’il est protégé des intempéries.
Le bois est considéré comme le matériau de construction écologique par excellence. À juste titre?
Disons qu’on ne se trompe jamais en construisant avec du bois. Il repousse, j’ai besoin de peu d’énergie pour fabriquer des éléments de construction et le matériau est facile à travailler. En outre, un mètre cube de bois absorbe près d’une tonne de CO2 …
… tant qu’il est installé. Si au final je le brûle, je libère à nouveau du CO2!
C’est vrai. Mais ce sera dans 50 ou 100 ans. Nous sommes confrontés au problème des émissions aujourd’hui. Il est donc logique de les éviter dès maintenant. Cela nous permet de gagner du temps. Dans 100 ans, nous aurons probablement trouvé une solution à ce problème. Mais la première question à se poser en matière de construction est de toute façon différente, à savoir: en avons-nous vraiment besoin? Ce n’est qu’ensuite que se pose la question des ressources.
Revenons à la sécurité incendie. Contrairement au béton et à l’acier, le bois est un matériau inflammable, donc potentiellement plus dangereux.
C’est une erreur. Pour un bâtiment, nous ne devons pas nous contenter de regarder la combustibilité des matériaux de construction, mais considérer la sécurité incendie dans son ensemble. Dans ce cas, les constructions en bois ne sont pas plus dangereuses que les autres bâtiments.
Pouvez-vous nous expliquer?
En cas d’incendie, vous ne mourrez pas parce qu’une poutre en bois vous tombe sur la tête, mais essentiellement à cause de la fumée. Et c’est tout ce qui se trouve en masse dans un bâtiment qui en est responsable: les meubles, les livres, les textiles. Bien sûr, le bois brûle, mais la résistance au feu des structures porteuses peut être facilement calculée. Ainsi, nous pouvons assurer la sécurité des personnes, mais aussi des équipes de secours.
Notre travail est toujours une combinaison de recherche expérimentale, de simulation informatique et de maquettes physiques.
Les essais constituent un élément essentiel de votre recherche. Que faites-vous exactement dans votre «chambre de torture pour le bois», comme votre halle d’essai a été surnommée?
C’est très simple: nous y détruisons des éléments de construction en bois et les chargeons jusqu’à ce qu’ils lâchent. En outre, nous voulons découvrir comment ils se déforment, car la rigidité des éléments de construction en bois est particulièrement importante. Ensuite, nous décrivons ce que nous avons découvert à l’aide de maquettes. Notre travail est toujours une combinaison de recherche expérimentale, de simulation informatique et de maquettes physiques. Enfin, dans le cadre de la recherche dite appliquée, nous développons également des éléments pour la construction en bois, souvent en collaboration avec des entreprises partenaires.
Comme pour le «Pi» de Zoug. Une tour en bois de 80 mètres y sera prochainement construite pour le compte de V-ZUG Immobilien.
En effet. Nous accompagnons les entreprises, l’ingénierie, les architectes et la maîtrise d’ouvrage dans ce projet. C’est ici que l’on voit la force d’innovation de la Suisse, car personne n’a jamais construit comme nous. C’est un véritable travail de pionnier.
Et une grande responsabilité …
Oui, mais nous ne prenons aucun risque, car de nombreuses personnes de talent travaillent sur de tels projets phares. Mais c’est vrai: le bois est un matériau exigeant et il est facile de commettre des erreurs. C’est ce que nous voulons éviter par notre travail.
«Pi» atteindra 80 mètres de haut. Le «Rocket» de Winterthour devrait être encore plus haut. Où cela va-t-il s’arrêter?
Il est déjà prévu de construire des immeubles en bois pur atteignant 150 mètres de haut. Peut-être ira-t-on jusque-là. Mais on ne peut aller plus haut qu’avec une construction hybride, c’est-à-dire en combinant le bois avec le béton ou l’acier. Mais la question n’est pas: jusqu’où pouvons-nous aller dans la construction en bois? Mais plutôt: est-ce judicieux?
Et alors? Qu’est-ce qui est judicieux?
À mon avis, jusqu’à 30 mètres de hauteur, il faut construire en bois. Cela permet de couvrir la majorité des bâtiments en Suisse et cela profite à la fois au secteur et au climat.
La construction en bois n’est pas seulement écologique, elle est également considérée comme un catalyseur de la construction industrialisée et de la numérisation.
Et cela présente tout un tas d’avantages: les éléments sont préproduits avec précision, ce qui rend le temps de construction extrêmement court. De plus, les nuisances sonores et la poussière sont minimes pour l’environnement. Toutefois, une planification évolutive, comme c’est généralement le cas dans la construction, devient impossible. Tout doit être planifié à l’avance dans les moindres détails.
Supposons qu’à l’avenir, nous construisions beaucoup plus avec du bois. Pouvons-nous seulement répondre à la demande?
Tout dépend de quelle demande on parle. Actuellement, nous avons une part de marché d’environ dix pour cent. Si on veut doubler ce chiffre, c’est possible. Mais si nous voulons tout construire en bois, alors non. Garantir la matière première sera une tâche importante pour l’avenir. Si nous voulons construire en bois, nous devons veiller dès maintenant à ce qu’il repousse suffisamment chez nous.
Quand vous pensez à l’avenir de la construction en bois, quelle vision aimeriez-vous concrétiser?
Ce que nous construisons maintenant devrait intégrer la notion de durabilité. Qui, sinon le pays le plus riche du monde, peut jouer ce rôle de pionnier? Pour ce faire, nous devrions nous inspirer de la nature. Car la nature ne produit pas de déchets. Il n’y a effectivement rien dans la nature que l’on puisse qualifier de déchet. Quand je pense à ce que nous, les humains, faisons, nous avons encore beaucoup à apprendre.