L’individualité en série

De plus en plus d’architectes misent donc sur l’individualité en série. «Chez nous, le facteur spécifique est si élevé que nous sommes en fait une manufacture avec les avantages d’une industrie», déclare Cyrill Kunz, directeur de Müller-Steinag Element AG à Rickenbach. «Nous avons automatisé presque tout ce qui pouvait l’être.» Une bobineuse pour l’armature en acier, par exemple, garantit une qualité élevée et constante. « Mais il y a encore beaucoup de travail manuel» , explique Cyrill Kunz. C’est d’ailleurs nécessaire, car contrairement à d’autres pays européens comme l’Allemagne, les maîtres d’œuvre suisses misent sur des pièces uniques et des fabrications sur mesure. Cela s'explique par la manière de construire, qui est justement beaucoup plus individuelle.

Bien sûr, il arrive qu’une commande porte sur une série de 300 éléments identiques, mais à côté de cela, il y a 279 autres commandes de petites quantités: éléments de construction ferroviaire, balcons, éléments de façade, garages, éléments antibruit, piliers, structures porteuses ou escaliers – il n’y a pratiquement rien qui ne puisse être préfabriqué en usine. Et ce, dans des conditions de travail constantes, à l’abri du vent et des intempéries, et avec moins de saleté que sur le chantier. Il est possible de produire des éléments préfabriqué en béton quel que soit le temps qu’il fait.

Tout commence par une idée architecturale, que ce soit sur papier ou sous forme de base de planification numérique. Un moule négatif est ensuite créé pour la coulée, classiquement sous forme de coffrage en bois. Pour cela, la fraiseuse CNC de l’atelier de menuiserie interne découpe les panneaux qui sont vissés pour former le coffrage et alignés sur la table de coffrage. De nombreux éléments sont fabriqués en béton autocompactant (« self compacting concrete ») afin d’éviter les cavités dans le béton. Les alternatives aux panneaux sont les coffrages en acier ou les panneaux de particules enduits de résine synthétique, qui garantissent une surface absolument lisse.

Les coffrages en bois réalisés par fraisage CNC offrent une grande liberté aux concepteurs. Il n’y a pratiquement pas de limites en termes de forme. «Nous pouvons en principe tout produire», explique Cyrill Kunz. Par exemple des escaliers. «Pour une commande de 100 escaliers, il est tout à fait possible que nous livrions 30 à 40 variantes d’escaliers différentes» Chaque centimètre compte. Le configurateur d’escalier en ligne, qui crée un escalier entièrement personnalisé après la saisie d’une demi-douzaine de paramètres, simplifie non seulement l’appel d’offres, mais aussi la planification avec un prix indicatif. Il recourt pour cela à un système de coffrage courant. «Ce qui n’est pas réalisable avec ce coffrage, nous le fabriquons avec un coffrage spécial.»

La forme est une chose, à laquelle s’ajoute la surface choisie, toutes classes de béton de parement confondues. La plupart des commandes se situent dans la classe de béton de parement 2 ; les exigences qui s'appliquent à la classe de béton de parement 3 sont extrêmement strictes : aucune déformation, pas de joint de coffrage ni d’impureté. Les architectes font donc en sorte que la face de remplissage (la future face de montage) reste cachée. L’autre face, située contre le coffrage, est en revanche absolument lisse.

Outre des surfaces sablées ou lisses, il est également possible de réaliser des surfaces en béton lavé, et ce dans presque toutes les teintes. Les couleurs naturelles sont obtenues grâce à différents types de gravier, que des granulats colorés permettent de modifier. Les agrégats comme le basalte donnent au béton une couleur noire, le fer et le cuivre une couleur verte ou brunâtre. Les matrices de structure placées dans le coffrage offrent quant à elles d’autres possibilités de structurer la surface – des images de pierres naturelles aux profils ondulés ou aux variantes ornementales.

Une maîtrise totale des coûts
Seuls les coûts des granulats et des matrices imposent certaines limites à l’imagination. En principe, plus il y a d’éléments similaires, moins il faut de coffrages et moins la préfabrication est coûteuse.

Cyrill Kunz estime que l’on peut fabriquer beaucoup de choses entièrement en éléments plutôt qu’en béton coulé sur place et que pour cela, il faut une certaine quantité pour que la préfabrication atteigne la rentabilité souhaitée. Cela fait remonter la maîtrise des coûts loin en amont, au stade de la planification. La production répétée d’éléments de construction identiques permet d’économiser des coffrages, du temps et donc de l’argent.

Mais à partir de combien d’unités est-il rentable de recourir à un élément standard préfabriqué en béton ?
Cela fait sourire Cyrill Kunz. Selon lui, il n’y a pas de règle en la matière. « Dès qu’il s’agit de béton de parement et que l’élément revient plusieurs fois », dit-il, « c’est-à-dire à partir de trois ou quatre pièces, beaucoup se tournent vers nous. » Mais il y a aussi déjà eu des demandes pour des façades de 1500 éléments et plus de 700 coffrages différents !

L’ordinateur, une aide au service de la précision
Depuis longtemps, l’ordinateur aide à optimiser les processus. Mais la qualité commence avec l’élaboration des plans. « Si les architectes élaborent de bons plans en amont, nous pouvons intégrer leurs plans directement chez nous via une interface IFC », fait remarquer Cyrill Kunz. « Nous n’avons alors plus qu’à dessiner l’armature et non plus l’élément entier. »

Dans la construction par éléments, l’avenir est à la conception paramétrique. Les architectes ne saisissent plus que les grandeurs d’influence. Le programme calcule alors l’élément de construction avec un plan statique sûr, armatures comprises. Le modèle interpole l’armature et l’adapte à chaque fois aux données de départ choisies. Le chemin pour y parvenir n’est pas vraiment banal. Le configurateur de piliers, par exemple, a été mis en ligne après deux ans de développement. Pour chaque élément de construction, environ 300 calculs sont effectués en arrière-plan afin que tout soit garanti sur le plan statique. Qu’en est-il de la précision ? Cyrill Kunz : « En théorie, nous sommes même précis au millimètre près, mais une norme stipule que nous avons droit à une tolérance de cinq millimètres. Nous avons besoin de cette marge pour pouvoir compenser les imprévus sur le chantier. »