Maisons-bulles en voile de béton

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Villa à Théoule-sur-Mer (Antti Lovag)

Formes et techniques sont étroitement associées. On sait que le renouvellement des formes passe le plus souvent par de nouvelles techniques ou de nouveaux modes d’emploi de techniques existantes.

Pour construire des maisons-bulles, on dispose du voile de micro-béton  (en attendant l’impression 3D). Son début d’utilisation, pour des habitations, date des années 60 en France. Mais il est connu depuis des dizaines d’années auparavant. On l’utilisait alors avec des coffrages en bois, lourds et coûteux, à usage généralement unique ou avec des tissus gonflables servant de support à projection. Il était réservé à des ouvrages exceptionnels et de grande portée : bâtiments commerciaux ou industriels, hangars d’avions, églises, et quelques habitations aux USA, etc…

Pascal Hausermann a employé le premier en Europe pour une habitation des « coffrages perdus » intégrés à la coque. Il s’agit de tissus ou de grilles légères en métal attachés directement sur le ferraillage. Ils retiennent le micro-béton projeté et restent pris dans la paroi. Dans ce procédé, ce n’est plus le coffrage qui détermine la forme, mais le ferraillage lui-même. Auparavant, les coffrages en bois servaient de guide et de support pour mettre en place les fers à béton. C’était une contrainte, mais cela permettait aussi une exécution plus facile et une meilleure régularité. Dorénavant, on va assembler et attacher les fers en toute liberté, mais ce sera au prix d’un inconvénient : le ferraillage est difficile à mettre en place et maintenir avec toute la régularité des formes souhaitées.  Pour plus de commodité, on va parfois employer des fers de plus de 10 mm de diamètre pour réduire les risques de déformation en cours d’exécution. Mais on constatera après la projection que des fers trop gros et disposés avec une régularité insuffisante entraînent des petites fissures dans un micro-béton de faible épaisseur.

Antti Lovag utilise, depuis la fin des années 60, des supports ou gabarits pour réaliser des formes précises et pour disposer avec régularité un ferraillage constitué de barres de 8 mm de diamètre, (6 mm pour certains détails). Il a mis au point et utilise un jeu de gabarits très élaboré et facile d’emploi sur un chantier. Il a réalisé avec eux des milliers de mètres carrés de voile mince avec une facilité et une précision de forme remarquable.

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Ferraillage du Palais bulles, Philippe Mousset et Antti Lovag sur le chantier
Gabarits
Ces dessins présentent le ferraillage de coques quasi hémisphériques, mais d’autres formes sont préférables, par exemple, en portion de sphère, de sphéroïde et d’ovoïde,

Ces gabarits sont constitués de tubes ou de profilés en fer, courbés à la cintreuse à galets. Ils sont maintenus en place sur le chantier avec un dispositif en tubes, qui sert aussi de support d’échafaudage. Des gabarits ont été ainsi réalisés pour des coques en portions de sphère, des formes de sphéroïdes, d’ovoïdes et d’autres à double et simple courbure, mais aussi pour chaque ouverture, couloir et porte.

Ferraillage 2photos
Deux phases du ferraillage : en haut, mise en place des nappes de fers à béton sur des gabarits pour une coque sphéroïde; ci-dessus, les gabarits sont démontés pour la mise en place du « coffrage perdu » avant remontage partiel des gabarits pour la projection du micro-béton. Les « coffrages perdus » les plus employés maintenant, Nergalto et Lattis.

La fabrication de ces gabarits nécessite une cintreuse et exige un travail de serrurerie dont le coût se justifie si les éléments fabriquées doivent être réutilisées plusieurs fois.

Antti Lovag a donc mis au point un système permettant de remplacer les gabarits en tubes par des ferraillages de poutre qui s’intègrent à la coque. C’est probablement la meilleure solution pour faire des coques régulières en intégrant la réservation pour l’isolation thermique. Ce système a fait ses preuves à Tourrettes-sur-Loup et à Fontaines-sur Saône.

Gabarit poutre ouverture
Ferraillage d’une ouverture avec un gabarit-poutre remplaçant les gabarits en tube.

Gabarits poutres

Gab poutres
En haut, deux anneaux pour supporter les poutres-gabarits-ferraillage (grisé). Ci-dessus, une poutre sur deux plus courte d’un tiers pour éviter une accumulation excessive de fer en haut de coque. Ferraillage horizontal en place.

Il remplace, pour les coques et la plupart des ouvertures,  les gabarits en tubes ou profilés. Il permet la confection des deux voiles de béton (intérieur et extérieur) destinés à contenir l’isolation thermique qui peut être en béton léger. Le ferraillage principal porteur est à l’intérieur de la maison (fers de 8mm) et le ferraillage léger à l’extérieur (fers de 6mm).

Il est aussi possible d’utiliser un ferraillage de poutres triangulaires avec deux barres au lieu de trois, en ajoutant la troisième barre après courbure. Ceci peut convenir pour des aménagements intérieurs, par exemple le renforcement d’un bord de hamac-mezzanine.

Il existe encore d’autre solutions simplifiées pour disposer de gabarits pour une coque sans isolation thermique. Les arceaux de serre, supports de feuilles en plastique, peuvent servir de supports de ferraillage. La « tour » centrale peut être remplacée par un tube, ainsi que les supports d’échafaudage, l’ensemble étant assemblé avec des raccords (marque Entrepose ou similaire). Voir aussi les solutions adoptées par Philippe Delage.

Poutrafils simples

 

D’autres constructeurs — Joël Unal et Bruno Lebel, par exemple — ont utilisé des supports différents, les Poutrafils. Il s’agit de ferraillages fabriqués en usine et dont la structure particulière se prête à une déformation en courbe aisément réglable à l’aide d’une simple «griffe». Il est ainsi possible de réaliser sur le chantier, avec un minimum d’outillage, des gabarits suffisants, qui dans certains cas resteront intégrés à la coque. L’emploi de gabarits — quel que soit le type utilisé — est considéré maintenant par la plupart des constructeurs comme le moyen le plus simple et le plus précis pour réaliser des formes variées.

ouvertures-cadres

ouvertures-schemasLes encadrements  de fenêtre (procédés Antti Lovag) sont en profilés inox, ce qui évite toute nécessité d’entretien ultérieur. Voici les fournitures en inox de base (dimensions en mm) :
• cornières 30 x 30 x 3;
• U 30 x 50 x 30 x 3;
• plat 40 x 5;
• plat 50 x 6 (raidisseurs de portes en polyester);
• tubes inox non soudés finis à froid pour réaliser les charnières de fenêtres:
Ø extérieur 21,3 x 2,6 (servant d’axe);
Ø extérieur 26,9 x 2,6. 

(Voir Habitat n°23 pages 32 et 33.)

Projection

Le micro-béton n’est pas coulé, mais projeté pour bien enrober les fers. Cette projection peut être faite:

  • à la truelle, pour de petites surfaces;
  • au delà de quelques mètres carrés, on peut utiliser le Sablon (boîte servant à l’enduit des murs traditionnels), avec un compresseur de chantier;
  • avec une pompe à vis (plus facile à maîtriser que la «marmite» sous pression d’air, employée aussi), pour des surfaces de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de mètres carrés. Cette pompe est dite à voie humide, car elle propulse le mélange granulats-ciment-eau, avec de l’air comprimé à la sortie du pistolet. Ils existent aussi des pompes à voie sèche; l’eau est incorporée à la sortie du pistolet en même temps que l’air comprimé, mais la maîtrise des formes est plus difficile.

L’isolation thermique a été réalisée soit en mousse de polyuréthane projetée sur le voile de béton, soit en éléments de polystyrène, puis enfin en béton léger à granulats de polystyrène ou d’autres matières. La peau extérieure a été d’abord réalisée en stratifié de résine-verre, puis en voile de béton avec peinture d’étanchéité armée d’un tissu léger.

C.R.

Voir

Voir aussi la vidéo :

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