Concilier confort d’été et construction décarbonée avec du béton de bois

Utilisé dans la construction d’immeubles en remplissage d’une structure, le béton de bois, composé de granulats de bois, de ciment, et d’eau, contribue à atteindre un bon confort d’été dans les logements tout en affichant un bilan carbone négatif.


Enjeux d'adaptation

Maintenir le confort d'été dans les bâtiments

Grâce notamment à un très bon déphasage, l’utilisation du béton de bois dans la construction permet de maintenir une température supportable dans les logements pendant les épisodes caniculaires.
Points forts
  • Inertie très importante
  • Matériau léger
  • Bilan carbone négatif
  • Ininflammable
  • Installation rapide et silencieuse
Chantier petit collectif à Banson (Loire) - © CCB Greentech
Présentation des produits © CCB Greentech
Description de la solution

Domaine d'application : Bâtiment

Le béton de bois peut être utilisé dans la construction de bâtiments. Il a l'avantage d'améliorer considérablement le confort d'été dans le bâtiment est d'être un matériau biosourcé, à l'empreinte carbone peu élevée. En rénovation, on pourra opter pour des isolants biosourcés (panneaux de fibre de bois, béton de chanvre...). Aujourd'hui, peu d'entreprises proposent le béton de bois pour la construction. On s'intéresse ici à la solution proposée par CCB Greentech : une entreprise qui produit son béton de bois en France à partir de chutes de bois récupérées des scieries.

Comment le béton de bois peut-il être utilisé ?

Selon la hauteur du bâtiment, l'utilisation possible des panneaux de béton de bois diffère. Ils peuvent constituer des murs porteurs pour les maisons individuelles et les immeubles de trois étages ou moins. Au-delà, ils s'intègrent dans une structure porteuse. Leur épaisseur varie entre 16 et 34 cm. Ils peuvent également être utilisés pour les planchers.

De quoi est composé le béton de bois ?

Le béton de bois est composé de granulats de bois (82% en volume), de ciment, et d’eau. Il s’agit de bois dit de « trituration », provenant de rondins ou de chutes de scieries. 

Le bois de trituration ne peut pas servir de bois d’œuvre (qui sert par exemple à construire la charpente des maisons), mais il peut être utilisé pour fabriquer de la pâte à papier. D’après un rapport publié par l’ADEME en 2016, les capacités de la forêt française permettraient une augmentation importante de la récolte tout en restant dans le cadre d’une gestion durable. Elles satisferaient notamment les besoins en bois de trituration.

Quelles sont ses propriétés pertinentes en matière de confort d’été ?

Le béton de bois a une conductivité thermique, qui définit son aptitude à laisser passer la chaleur, de 0,16 W/m.K. Bien plus faible que pour le béton classique (de l’ordre de 1,7 W/m.K), cette valeur ne le place cependant pas au niveau des isolants. Il est possible d’appliquer une couche d’isolation supplémentaire coté extérieur.

Ce matériau se distingue par sa grande inertie thermique, c'est-à-dire à sa capacité à se maintenir à une température constante malgré les variations de la température extérieur, contribuant fortement au confort d’été des logements :

  • Avec un taux d’amortissement de 96 %, les variations de température des parois seront très limitées.
  • Son déphasage thermique – c’est-à-dire le temps que la chaleur met à traverser une paroi – est d’environ 21 heures (pour 34 cm d’épaisseur), une des valeurs les plus élevées parmi les matériaux existants. Cela signifie qu’en cas de forte chaleur pendant la journée, le logement restera à une température inférieure à l’extérieur, en attendant de profiter de la fraîcheur de la nuit.

L’inertie a néanmoins ses limites en cas de longues canicules où les nuits chaudes se succèdent, auquel cas la température intérieure finit par rester élevée.

Pour garantir des performances thermiques optimales, en été comme en hiver, une isolation thermique par l’extérieur protégera le béton de bois des variations de températures extérieures quotidiennes. A noter qu’il conviendra aussi de prévoir de bonnes occultations pour éviter que les logements ne se réchauffent par les fenêtres pour profiter de l’inertie des parois.

Quel est le bilan carbone du béton de bois ?

D’après sa fiche de déclaration environnementale et sanitaire (FDES), le bilan carbone du matériau, qui prend en compte de CO2 stocké dans le bois utilisé pour le fabriquer, est largement négatif, malgré l’utilisation de ciment. Cela s’explique notamment par une forte concentration en bois (82,5 kg/m²), supérieure à celle d’une ossature bois. Il permettrait des constructions au bilan carbone négatif (entre - 40 kg et - 70 de CO²/m²), et conformes au label « Bâtiment Biosourcé ». Un bilan carbone largement avantageux par rapport aux bétons « bas-carbone ».

Quel est l’intérêt du béton de bois pour les chantiers ?

Avec une masse volumique de 800 kg/m3, le béton de bois est relativement léger – environ trois fois plus que le béton. Cela permet de réduire le temps des chantiers, d’autant plus que les panneaux sont préfabriqués et plus facilement découplables que le béton.

Quelles sont les alternatives au béton de bois pour la construction d’immeubles ?

Outre le béton classique couplé à un isolant, le béton de bois apparait comme une alternative biosourcée aux bétons « bas-carbone ». Il est également possible d’opter pour des matériaux 100 % biosourcés pour le remplissage de structures, comme le béton chaux-chanvre, permettant d’éviter l’utilisation de ciment. Ils nécessitent cependant une épaisseur supérieure, d’autant plus pour atteindre les mêmes niveaux de confort d’été, ce qui est une contrainte importante dans une ville dense.

Expérimentation de la solution

Après 15 ans de recherche et développement, le béton de bois TimberRoc est commercialisé depuis 2021. 

Pour le moment, les chantiers réalisés et en cours concernent des bâtiments de trois étages ou moins. On trouve par exemple un habitat collectif à Bonson (Loire) et des bureaux à Toulon (Var), à chaque fois d'un étage, où les panneaux constituent des murs porteurs liés avec du béton armé, ou encore un établissement recevant du public (jusqu'à 400 personnes) à La Valette-du-Var, où les panneaux en béton de bois sont venu remplir une structure en béton armé.

La solution est actuellement en attente d’une ATEx de cas A auprès du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) qui lui permettrait d’être utilisé dans les murs des immeubles allant jusqu’à 10 étages, ainsi que pour les planchers, avant la fin de l'année 2022. Pour les projets de construction d'une hauteur plus élevée, l’entreprise propose de demander un avis de chantier, délivré au cas par cas.

Co-bénéfices

Co-bénéfices environnementaux :

  • Eco-conception
  • Stockage du carbone

Co-bénéfices autres :

Complexité et contexte de mise en oeuvre

Selon la configuration, en particulier la taille du bâtiment, le béton de bois peut être utilisé dans différents principes constructifs :

  • Murs porteurs à ossature bois et chaînage bois (WSI) : les panneaux (30 à 34 cm d’épaisseur) sont vissés entre eux, et constituent eux-mêmes la structure bois. Ils requièrent simplement une isolation complémentaire. Ce principe convient aux maisons individuelles (R+1).
  • Murs porteurs à chaînage béton armé (CS2) : les panneaux (20 à 30 cm d’épaisseur) intègrent des réservations sur-mesure, dans lesquelles est coulé un chaînage en béton armé sur le chantier pour les assembler, en intégrant une rive de dalle isolée. Ce principe convient aux bâtiments jusqu’à R+3.
  • Murs remplissage d'une structure porteuse en béton armé (CS3) : les panneaux (20 à 30 cm d’épaisseur) servent de coffrage pour une structure porteuse. Les jonctions accueillent une poutre ou un poteau en béton armé, et la rive de dalle isolée est intégrée. Selon le dimensionnement de la structure, ce principe peut convenir à des immeubles jusqu’à R+10.
  • Murs de façade filante (FP2&3) : les panneaux (16 à 20 cm d’épaisseur) s’intègrent dans une structure poteaux – dalles. Ils peuvent être autoporteurs jusqu’à R+3, au-delà ils s’ancrent dans les nez de dalle pour des immeubles jusqu’à R+10.
  • Planchers en prédalle nervurée (DS1) : les panneaux nervurés intègrent des poutrelles en béton armé. Si leur utilisation permet de réduire la quantité de béton armé utilisée par rapport à des alternatives comme la « Dalle BB » et le bilan carbone, son épaisseur (entre 16 et 20 cm) supérieure à la moyenne peut être vue une contrainte pour la construction d’immeuble, puisqu’elle peut réduire le nombre d’étages à hauteur égale.

Ces différents principes constructifs sont en attente d’ATEx de cas A, selon le calendrier suivant :

  • WSI : ETN de ALPES CONTRÔLES obtenue
  • CS2 : ATEx cas A visée en juin 2022
  • CS3 : ATEx cas A visée en octobre 2022
  • FP2 : ATEx cas A visée en juin 2022
  • FP3 : ATEx cas A visée en juin 2022
  • DSI : ATEx cas A visée en décembre 2022
Coûts
Les coûts de mise en place du projet béton de bois TimberRoc détaillés ci-dessous sont répartis sur 5 ans.

Coûts d’ingénierie

Ces coûts comprennent les coûts des procédures pour l’obtention des avis techniques (ATEC et ATEX), ainsi que les coûts globaux des essais liés aux projets de recherche et développement.

Coûts d’investissement

  • Activité Granulat : investissements liés à la mise en place de notre ligne de production de granulat de bois additivé (écorceuse, broyeur, affineur, convoyeur, aménagement du parc à grumes, silos de stockage, VRD, …).
  • Activité Préfabrication : investissements liés à la mise en place de notre unité pilote de préfabrication, avec un fonctionnement industrialisé (carrousels), et un laboratoire de R&D. Cette unité permettra une veille constante en R&D et l’amélioration de nos procédés de fabrication et des propriétés techniques de notre béton de bois.
  • Bureaux/Site/R&D : Investissements liés à l’équipement en matériel R&D (matériel informatique, matériel de laboratoire), en matériel pour le suivi logistique (serveurs, logiciel administratif, ERP), ainsi que la construction de bureaux entièrement en béton de bois.

Aides financières pour le béton de bois

Retours utilisateurs-rices

Bruno Bonnevie, Dirigeant In Création Décoration

Nous avons interrogé Bruno Bonnevie, architecte et dirigeant de In Création Décoration, qui a fait construire sa propre maison avec du béton de bois et suivi les performances de ce matériau.

Pourquoi avez-vous choisi d’utiliser du béton de bois ?


« Pour construire ma maison, située à 15 minutes de Chambéry, je cherchais un matériau qui soit respirant, plutôt que d’avoir un bâtiment complètement étanche avec une ventilation en double-flux, qui permette d’atteindre un bon niveau de confort et d’avoir un chantier rapide. Je me suis penché sur les caissons de bois, la ouate de cellulose, et j’ai fini par croiser le béton de bois. Ce qui m’intéressait particulièrement, en plus de son caractère respirant, c’était sa grande capacité à emmagasiner les calories et ses 21 heures de déphasage. Ce critère me semble plus pertinent que le « R ». J’ai une démarche jusqu’au-boutiste, avec pour objectif de produire autant que je consomme.»

Comment avez-vous utilisé le béton de bois ?


« Les murs en béton de bois sont isolants et structurels. Nous avons gardé l’aspect béton brut à l’intérieur, pour des raisons esthétiques et pour profiter des caractéristiques du matériau. J’ai simplement mis une couche de liège à l’extérieur pour limiter la pénétration du froid ou du chaud, et un bardage en bois claire-voie par-dessus.»

Quel retour pouvez-vous en faire ?


« Aujourd’hui, je vis dans cette maison, j’analyse les températures et les transferts thermiques. Je me donne encore deux saisonnalités pour faire un vrai bilan, mais je peux déjà faire un retour positif. Nous avons mesuré les températures pendant l’été. A 17 heures, alors qu’il faisait 36 °C dehors, on ne dépassait pas les 25 °C à l’intérieur, sans refroidissement. Et ce malgré 17 m de baies vitrées, qui sont protégées par des brise-soleil orientables (BSO). Au niveau des consommations d’énergie, sur 2 mois, nous consommons environ 40 € l’été, contre 218 € l’hiver, pour une maison de 140 m². A titre de comparaison, nous payions 235 € dans ma précédente maison qui mesurait seulement 96 m². Il n’y a pas photo ! Et ce en gardant une température d’intérieur assez élevée (21 °C). A noter que nous avons des panneaux solaires (6KV) et un poêle bois d’agrément et en cas de panne électrique la nuit).»

Site(s) pilote(s)

  • ERP 400 personnes à La Valette
    La Valette-du-Var (Var)
  • Maison à Aiguebelette-le-lac
    Aiguebelette-le-lac (Savoie)
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  • Hangar - bureaux à Toulon
    Toulon (Var)
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  • Petit immeuble collectif à Bonson
    Bonson (Loire)
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Contacts

Pierre CHEMINAL
Directeur Général
Préfa du Léman
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Ressources complémentaires


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