STEP2: début de la construction de la nouvelle unité NEST

L'objectif de NEST, le bâtiment de recherche et d'innovation de l'Empa et de l'Eawag, est d'accélérer le processus d'innovation dans le secteur de la construction. C'est pourquoi de nouveaux modules de bâtiment, appelés unités, sont régulièrement installés et mis en service dans le NEST. Dans ces projets, les partenaires de la recherche et de l'industrie ont la possibilité d'expérimenter de nouvelles choses et de développer leurs innovations dans un environnement réel. La particularité : les unités ne sont pas seulement des projets de construction réels, mais sont également utilisées après leur achèvement, que ce soit comme bureaux ou comme logements. La construction de la dernière unité NEST, STEP2, vient de commencer et devrait être achevée au printemps prochain.

Une collaboration d'égal à égal

"Dès les toutes premières discussions sur STEP2, nous avons défini comme objectif principal que nous ne construirions que ce qui aurait effectivement un avenir dans le secteur de la construction", explique Enrico Marchesi, Innovation Manager NEST et responsable du projet du côté de l'Empa. "C'est la raison pour laquelle nous avons examiné très précisément la pertinence de chaque innovation pour le marché",  ajoute Andreas Hafner, co-initiateur de BASF. Pour que cet objectif puisse être atteint, une approche de "co-création" cohérente a été adoptée. "Nous sommes convaincus qu'une véritable innovation commercialisable ne peut voir le jour que si les acteurs de toute la chaîne de création de valeur collaborent d'égal à égal. En tant que partie intégrante de la communauté suisse de la recherche et de l'innovation, il nous tient donc à cœur d'identifier très tôt, en collaboration avec nos partenaires, les solutions prometteuses qui présentent un potentiel économique - et de contribuer, grâce à notre savoir-faire, à ce que ces innovations deviennent réalité", explique Olivier Enger, Senior Innovation Manager chez BASF.

L'entreprise est le partenaire principal de l'unité et contribue largement au succès du projet grâce à son savoir-faire, son réseau et ses matériaux durables. Cette approche a porté ses fruits : Les partenaires du projet, issus de différentes disciplines, ont ainsi pu développer des nouveautés révolutionnaires au cours de la phase de planification de trois ans. "Je suis extrêmement heureux que nous puissions maintenant transposer les solutions élaborées ensemble dans un bâtiment réel", déclare l'architecte en chef Silvan Oesterle du bureau d'architecture ROK.

BASF is the main partner of STEP2 and contributes to the unit's success with their expertise, their network and the use of sustainable materials. Thus far, the cooperative approach really paid off: partners from a variety of disciplines were able to develop and refine groundbreaking innovations over a three-year planning period. «I'm really excited to be able to implement those solutions into an actual building structure», says Slivan Oesterle, lead architect at ROK.

Un système de plafond qui préserve les ressources

TL'étage supérieur de l'unité de deux étages a été équipé d'un nouveau type de plafond nervuré et préfabriqué, développé conjointement par ROK, le bureau d'ingénieurs WaltGalmarini AG et Stahlton Bauteile AG. Le plafond doit permettre des portées entre huit et 14 mètres, ce qui le rend idéal pour la construction de bureaux et d'immeubles. Les différents éléments ont été préfabriqués dans l'usine de Stahlton à l'aide de coffrages imprimés en 3D. Ces coffrages sont 100 pour cent minéraux et recyclables. Les éléments ont ensuite été transportés au NEST et montés dans l'unité. 

La planification numérique combinée à l'impression 3D a permis de réduire jusqu'à 50 pour cent la quantité de matériaux - et donc les émissions de CO₂ - par rapport aux plafonds plats en béton traditionnels. L'utilisation du béton circulaire de zirkulit AG a permis d'augmenter encore la durabilité en réduisant la teneur minimale en ciment et en stockant le CO₂. Autre particularité : une solution acoustique a été intégrée dans le plafond. Elle se compose de boîtes imprimées en 3D et équipées de la mousse absorbante Cavipor® de BASF. Elles assurent une acoustique agréable dans la pièce, malgré une surface dure et insonorisée.

Un escalier en béton fabriqué numériquement

On accèdera désormais au deuxième étage de l'unité STEP2 par un escalier en béton baptisé "Cadenza". L'équipe du projet se compose d'experts de ROK, de la chaire "Digital Building Technologies" de l'ETH Zurich, de la filiale de BASF BASF Forward AM, de l'entreprise d'impression 3D New Digital Craft, du fabricant d'éléments préfabriqués en béton SW Umwelttechnik, de WaltGalmarini AG et de la spin-off "re-fer" de l'Empa.

Pour cet objet innovant, l'équipe a également exploité tout le potentiel de la conception assistée par ordinateur et de l'impression 3D. L'utilisation de coffrages imprimés en 3D a permis de créer des formes plus complexes que ce qui aurait été possible avec des coffrages spéciaux traditionnels. En même temps, ces derniers ont pu être réutilisés plusieurs fois, ce qui a permis de réduire considérablement les matériaux nécessaires, tant pour l'escalier que pour les coffrages. Les marches d'escalier préfabriquées ont été assemblées à l'Empa à Dübendorf, fixées au moyen de la technique de précontrainte de "re-fer" et montées comme un seul élément dans l'unité. L'avantage : comme les différentes marches ont été enfilées les unes sur les autres, elles peuvent être démontées relativement facilement lors du démontage et finalement réutilisées. L'escalier démontre de manière impressionnante comment l'approche développée permet de réaliser des éléments en béton sur mesure et économes en ressources.

La façade d'un bâtiment comme environnement de développement

Les enveloppes de bâtiment offrent un grand potentiel d'optimisation énergétique et d'amélioration du confort des utilisateurs. STEP2 vise donc à accélérer le développement d'innovations dans le domaine de l'enveloppe des bâtiments. Avec l'aide de l'expertise d'Aepli Metallbau AG, la façade a été conçue de manière à ce que des installations très différentes puissent être testées avec un minimum d'efforts. Les partenaires NEST ont ainsi la possibilité de mettre en œuvre et de valider facilement de nouvelles technologies et de nouveaux matériaux. Parallèlement, une nouvelle solution de l'entreprise pour les façades à "cavité fermée" doit être utilisée, grâce à laquelle il est possible de renoncer complètement à un conditionnement mécanique de l'espace entre les éléments.

Efficacité énergétique et confort optimaux

Afin que l'unité puisse être exploitée de la manière la plus efficace possible sur le plan énergétique et que les utilisateurs se sentent en même temps le plus à l'aise possible, WaltGalmarini AG a développé un concept global d'énergie et de confort. Cela doit permettre d'obtenir une interaction optimale entre les différents composants. Il s'agit par exemple de volets de façade automatisés, de masses thermiquement actives ou encore de vitrages hautement isolants. Le concept d'éclairage de Bartenbach élaboré pour STEP2 doit en outre assurer un confort supplémentaire.