Evaluation de la viabilite environnementale Du systeme de dallage de toiture parking Pardak 110

Transcription

1 Evaluation de la viabilite environnementale Du systeme de dallage de toiture parking Pardak 110 Sur la base de l etude de cas Shopping 1 de Genk Pardak 110 Etude menée par Bureau Bouwtechniek. ir. arch. Stéphanie Mangé, ing. Freya Michiels, prof. arch. Jan Moens Finalisée le 2 décembre 2013 BUREAU BOUWTECHNIEK NV Kammenstraat 18, b-2000 Anvers, Belgique T +32 (0) , F +32 (0) PARDAK, agence commerciale Les Fenieres Bat. A, 110, allee des Lilas, Saint-Vulbas T +33 (0) , F +33 (0) , E info@pardak.fr

2 Objet de l étude Ce rapport concerne le choix du système de dallage pour toiture-parking Pardak 110 de la société Zoontjens pour le projet Shopping 1 à Genk. La question posée était d approfondir le critère de durabilité - viabilité environnementale - qui avait été l un des arguments décisifs dans le choix de ce système. La durabilité est un terme général largement utilisé dans le secteur de la construction comme dans le secteur économique et bien d autres. Il convient donc tout d abord d en donner une définition plus précise. Dans le secteur de la construction, il consiste en un objectif de bâtiment respectueux de l environnement qui intègre toutes les étapes de la construction, depuis le cahier des charges, jusqu à la conception, la réalisation et l utilisation du bâtiment. Un bâtiment - ou dans le cas d une rénovation - la partie rénovée du bâtiment peuvent être considérés comme respectueux de l environnement si et seulement s ils répondent aux conditions suivantes : 1. N ont aucun impact sur l environnement et n occasionnent aucune nuisance en termes de lumière, bruit, circulation, etc. durant les phases de construction et d utilisation ; 2. Offrent une atmosphère intérieure confortable et saine en termes de qualité de l air, lumière naturelle, sans surchauffe ; 3. Permettent des économies d énergie et limitent les fuites d eau par exemple ; 4. Génèrent une faible pollution (émissions de CO2) ; 5. Utilisent une quantité limitée de matériaux ; 6. Intègrent des matériaux produits de manière écologique et dotés d une longue durée de vie utile ; 7. Sont conçus de façon à faciliter leur maintenance ou transformation éventuelle afin de garantir une longue durée de vie. 8. Après démolition, les matériaux peuvent être réutilisés ou recyclés sans perte de valeur ou détruits sans impact sur l environnement. C est en se référant à ces différentes conditions que nous analyserons le système Pardak 110 de Zoontjens dans le cadre de la rénovation du projet Shopping 1 de Genk. Après une rapide description du projet, nous étudierons les autres systèmes envisagés. Photo aérienne de Shopping 1 avant extension Project Shopping Center, Genk (B) Pardak m places de parking

3 Shopping 1 après la rénovation initiale Etude de cas : Shopping 1 à Genk Ouvert à Genk en 1968, Shopping 1 a été le premier centre commercial belge conçu sur le modèle américain du Mall. Il intègre 56 boutiques et un supermarché Carrefour. Dès l origine le parking installé sur la toiture permettait un accès direct au centre commercial. En raison de l affaissement du support de la toiture lié à son âge, des flaques d eau se formaient régulièrement et après une série d hivers rudes dans les premières années 2000, la rénovation de la toiture s avérait nécessaire. En parallèle était envisagé un projet de rénovation totale du centre commercial et de son extension à plus long terme. En 2007, les occupants, une association de propriétaires, avec à leur tête Redevco, le plus important d entre eux, avaient mandaté le Bureau Bouwtechniek pour étudier les travaux urgents de rénovation de la toiture. La mission intégrait la préparation d un appel d offres et la supervision des travaux. L objectif était de garantir un nombre de places de parking suffisant sur la toiture pendant les travaux et de tenir compte des projets futurs de rénovation et d éventuelle extension du centre. Les coûts générés par la transformation de la toiture en toiture-parking devaient être aussi faibles que possible. Après investigation, le Bureau Bouwtechniek, a prescrit le système Pardak 110 de Zoontjens avec des dalles de grand format. Un système qui autorise le phasage du chantier, limitant ainsi les nuisances occasionnées aux clients du centre commercial Shopping 1. Autre avantage, le système peut être démonté et récupéré pour être mis en œuvre sur d autres projets. Ces avantages ont été décisifs et l ont emporté sur les autres systèmes traditionnels où une couche de béton est coulée sur site et recouverte d une barrière étanche anti-usure. La rénovation de la toiture a été effectuée en Après 5 ans, les projets de rénovation et d extension de Shopping 1 se sont précisés : une extension avec une surface supplémentaire de m 2, 42 boutiques dont 4 zones installées en toiture incluant le supermarché Carrefour. Sur la toiture de ces nouveaux espaces commerciaux, de nouvelles places de parking ont été prévues et les dalles récupérées seront réutilisées. Comme ce fut le cas lors de la rénovation de la toiture, la majorité des boutiques restera ouverte et les places de parking seront garanties. Les travaux d extension et de rénovation sont actuellement en cours et doivent se terminer avant décembre Comparaison des systèmes de couverture de toiture-parking Dans le cadre du premier projet de rénovation de la toiture de Shopping 1, en 2009, les deux systèmes envisagés sont détaillés ci-dessous. Pour installer un parking sur une toiture-terrasse, il est impératif de prévoir une couche de roulement qui puisse d une part distribuer les charges statiques des véhicules et les transmettre au support béton et d autre part absorber les charges dynamiques liées à la circulation de ces véhicules (virage, accélération, freinage). Dans le système de Zoontjens, les dalles de grand format remplissent cette fonction. Les dalles sont fixées et solidarisées à l aide d éléments de serrage brevetés qui garantissent la stabilité de la surface du parking. Dans le second système, la couche de béton coulée sur place remplit cette fonction. La différence majeure entre les deux systèmes est la position de la membrane d étanchéité par rapport à la surface de roulement. Dans le système Pardak 110, la membrane d étanchéité est mise en œuvre sous cette surface. Dans le second système, elle est mise en œuvre sur la couche de béton coulé qui absorbe et distribue les charges. Elle doit donc être à la fois étanche et résister au passage des véhicules et des piétons. Il est également possible de poser une membrane classique et de la recouvrir d une couche de bitume de plusieurs centimètres. Avant les travaux de rénovation, la structure de la toiture était composée de la membrane bitumineuse d origine sur laquelle plusieurs couches d asphalte avaient été coulées sur une épaisseur de 200 mm. En raison de leur mauvais état et du surpoids imposé au support béton, ces couches avaient été supprimées. Le client souhaitait profiter des travaux pour isoler la toiture afin de réduire les déperditions thermiques et en conséquence les dépenses énergétiques. L isolant devait offrir une résistance mécanique élevée. Le choix s est porté sur le verre cellulaire de la société Foamglass. Structure du système Pardak 110 Dalle de béton : 96mm Plots : 20mm Membrane bicouche : SBS 4mm + P3 Isolant Foamglass 140mm Pare-vapeur : P3 Support béton Structure du système avec dalle de béton coulé Système d étanchéité anti-usure ou étanchéité avec couche d asphalte Support béton 80mm Membrane d étanchéité P3 Isolant Foamglass 140mm Pare-vapeur: P3 Support béton

4 Evaluation de la viabilité environnementale du système Pardak 110 Le système Pardak 110 limite l impact sur l environnement lors de sa mise en œuvre Les travaux de construction et de rénovation en particulier sont toujours à l origine de nuisances pour leur environnement immédiat : poussières, bruit, trafic intense sur le chantier Dans le cas de grandes toitures-parking occupant plusieurs milliers de m 2, l on craint toujours une augmentation du nombre de véhicules en circulation et garés à proximité du chantier. A la différence du béton coulé, Pardak 110 est un système totalement sec. Les dalles de béton sont livrées sur le site, prêtes à poser. En conséquence, leur mise en œuvre est peu affectée par les conditions météorologiques et peut même se dérouler lors d épisodes de pluie ou de gel. En ce qui concerne le béton coulé sur site, sa mise en œuvre est impossible en hiver. Pour le Shopping 1, l entreprise Zolderse Dakwerken a installé les 14,000 m 2 de dallages dans les délais prévus, quasiment sans interruption en hiver sauf lors de chutes de neige. En d autres termes, le système permet non seulement de réduire les temps de mise en œuvre mais également de prévoir un planning plus serré car non affecté par les conditions météorologiques. En conséquence le niveau de nuisances pendant les travaux est également réduit. Une demande importante formulée par le client dans le cadre du projet Shopping 1 était de pouvoir libérer, pendant les travaux de rénovation, au moins la moitié des m 2 de surface de parking, soit 420 places, et de garantir en permanence la sécurité des usagers. Le système de Zoontjens est composé de dalles aux dimensions très précises avec une tolérance de 1mm. Ce qui permet en amont un calepinage et un phasage du chantier très précis et donc de définir à l avance les mesures de sécurité nécessaires et les zones du parking restant opérationnelles. Le système offre également une grande souplesse en termes de mise en œuvre. Dès que l étanchéité est terminée sur une zone, les dalles peuvent y être installées, ce qui permet de la réouvrir plus rapidement. Cet avantage contraste avec le second système de dalle de béton coulé pour lequel la livraison du béton par camions malaxeurs, les phases de coulage et temps de séchage sont déterminants dans le planning du projet. Dans le second projet de rénovation et d extension de Shopping 1, 5725 m 2 de dalles béton ont pu être recyclées, évitant ainsi de nombreuses nuisances liées au bruit et à la circulation des véhicules de chantier. Si la solution béton coulé avait été retenue, il aurait fallu déposer donc casser la couche de béton d origine et gérer les gravats.

5 Le système Pardak 110 impacte positivement le confort thermique En raison de l inertie des lourdes dalles, l espace sous celles-ci reste frais. Cette couche d air frais réduit le risque d éventuelles surchauffes dans les locaux situés sous la toiture. Et le choix de dalles de couleurs claires permet de renforcer cet effet. Le système Pardak 110 limite les nuisances pour les usagers en cas de fortes chutes de pluie Dans les prochaines années, en raison des changements climatiques, la Belgique est susceptible de connaître des épisodes d averses de pluies torrentielles. Dans le système de Zoontjens, les eaux de pluie s écoulent entre les joints dans l espace prévu sous les dalles. Cet espace joue le rôle d un bassin tampon temporaire dans le cas de fortes précipitations. Un avantage par rapport à la solution avec étanchéité en surface du parking où lors de fortes précipitations, des flaques se créeront inévitablement car les descentes d eaux pluviales ne pourront gérer d importants volumes d eau, ce qui constitue une nuisance pour les usagers. Les travaux de rénovation mettent souvent en évidence un sous-dimensionnement des descentes d eaux pluviales. Dans le cas d une dalle de béton coulé, de nombreuses adaptations sont nécessaires à l amélioration de sa capacité de drainage. Dans le cas du système de Zoontjens, il est possible de prévoir un espace de réservoir tampon plus profond. Juste après les travaux de rénovation Genk a subi un fort épisode de pluies torrentielles tel que la ville a été déclarée zone sinistrée. La toiture parking de Shopping 1 a résisté sans problème, aucun dommage n a été observé. L espace sous les dalles était complètement rempli et ce sont les gouttières de la toiture qui évacuaient l eau retenue. Le système Pardak 110 limite l engorgement des réseaux d égouts Les pluies torrentielles provoquent un apport massif vers les réseaux d égouts et donc un risque d inondation dans le cas de zones urbaines pavées. L espace sous les dalles joue un rôle de réservoir tampon, permettant de ralentir l évacuation de l eau vers les égouts. Lors de pluies torrentielles, l eau est ainsi partiellement captée puis retenue et évacuée de manière différée vers les égouts. Pour le projet de Genk, les calculs effectués ont indiqué que l eau pouvait être retenue sur une hauteur de 16 mm. La hauteur des plots supports de dalles de 2cm est compatible avec cette couche d eau. Les plots répartis sous les dalles permettent également de ralentir l évacuation de l eau. Ce ralentissement est évalué à 4 minutes, et le réservoir tampon retient de 60 to 70% des précipitations qui sont évacuées après l épisode pluvieux avec un débit plus lent. Cet effet retard avait déjà été observé il y a plusieurs années sur un projet de rénovation de toiture à Jemmapes (pour lequel les dalles de Zoontjens avaient également été utilisées). Dans ce projet, le système d évacuation des eaux de pluie avait ensuite été remplacé et sous-dimensionné. Ces calculs ont été testés puis confirmés. Le système Pardak 110 est constitué de matériaux à long cycle de vie Les dimensions des dalles du système Pardak 110 sont précises et un calepinage peut être détaillé en amont, évitant ainsi les coupes à la scie sur le chantier. Lors de la mise en œuvre, les rives ne sont pas couvertes. Elles sont tout d abord mesurées afin de pouvoir découper les dalles à la bonne dimension. Cette méthode a l avantage d assurer un parfait alignement et un rendu très esthétique. Dans le cas d une dalle de béton coulé ou d une couche d asphalte, le rendu final dépend surtout de la qualité d exécution et toute retouche est visible, donnant rapidement l impression d un revêtement «usé». Les dalles sont disponibles dans plusieurs coloris, ce qui permet par exemple de distinguer les zones de circulation des places de parking et évite de les matérialiser avec de la peinture qui, quelle qu en soit la qualité a une durée de vie limitée. Ce n est pas le cas si l on utilise des dalles rouges dont on sait que la couleur va légèrement pâlir. Les dalles de béton protègent l étanchéité du vieillissement lié au rayonnement ultra-violet et de l usure liée au passage des voitures et des piétons. En ce sens, le système de Zoontjens diffère de la dalle de béton coulé sur site avec couche de surface anti-usure. Ce dernier est également moins durable. En effet, à l usage, en raison des flaques d eau et des charges liées au passage des véhicules, les granulats de l asphalte se décollent, sont emportés par l eau créant des nids de poule en surface. L un des phénomènes caractéristiques d une toiture avec asphalte est sa pénétration par les roues des cyclomoteurs en raison du maintien des propriétés plastiques des couches d asphalte. Le joint de dilation par exemple, entre la rampe d accès et la toiture est une zone de fragilité classique dans le cas d une dalle de béton coulé. Dans le système Pardak 110, ce joint est protégé par les dalles qui le recouvrent entièrement.. Les observations qui précédent sont confirmées dans un rapport BDA intitulé Pardak 35 ans d innovation sur les parkings (p.5): ( ) le cycle de vie de Pardak 110 ( ) est estimé à une durée de vie de 30 ans minimum s il est régulièrement nettoyé et entretenu

6 Le système Pardak 110 idéal pour la réutilisation Le système Pardak 110 est très facile à déposer en éléments Le système Pardak 110 s adapte à des transformations futures propres et satisfait donc le principe du Berceau au Berceau. Leur L objectif européen de bâtiments «zéro énergie» à l horizon 2020 dimension précise permet d utiliser les dalles récupérées sur de signifie que tous les propriétaires seront encouragés à améliorer nouvelles surfaces sans les mesurer. Pour le projet Shopping 1, les niveaux d isolation de leurs bâtiments. Sur les toitures m 2 de dalles furent récupérées et réutilisées sur les parking équipées de dalles, une isolation complémentaire peut nouvelles toitures. Les plots et répartiteurs de pression ne furent facilement être mise en œuvre. Il suffit de déposer les dalles et pas réutilisés car Zoontjens souhaitait uniquement offrir une de les stocker pendant la durée de la mise en œuvre de l isolation garantie si ces éléments étaient neufs. puis de les réinstaller. Le béton est considéré par le Nibe dans plusieurs applications comme un choix qualifié de bon à très bon d un point de vue Le système Pardak 110 idéal pour l entretien L installation ultérieure d éclairage supplémentaire ou de tout autre système électrique est également possible. Il suffit de faire environnemental en raison de sa faible empreinte écologique. L espace sous les dalles peut rapidement se remplir de passer les câbles dans l espace aménagé sous les dalles, sans Ce n est que lorsqu on lui oppose des alternatives plus légères déchets emportés par le vent (sable, terre et petit détritus). nécessité de les fixer, ce qui n altère nullement la membrane et sèches, qu il n est plus considéré comme le matériau de Ces déchets peuvent se décomposer et former une couche d étanchéité, et représente un avantage majeur dans le cas de construction idéal. Son transport et l utilisation d eau pèsent boueuse qui peut boucher les descentes d eau pluviales. En constructions étanches à l air. en effet considérablement sur ses coûts cachés. revanche, en raison du manque d oxygène, aucun végétal ne Les autres matériaux utilisés dans le système Pardak 110 : peut s y développer. Il a été vérifié sur de nombreuses toitures les répartiteurs de pression en caoutchouc naturel vulcanisé, équipées de dalles que même la mousse ne s y développe les cornières en plastiques et les éléments de serrage sont pas. Il est cependant important de retirer toute plante qui se Le système Pardak 110 intègre des matériaux respectueux de l environnement tous issus de matériaux respectueux de l environnement à faibles coûts cachés. Seules les vis de serrage, probablement en acier inoxydable 316, ont un faible score sur le plan développerait autour de la toiture. Sur la toiture-parking du Shopping 1 à Genk, des grilles ont été installées et permettent de rincer les boues accumulées à l aide d un tuyau d arrosage. Le Nibe, The Netherlands Institute for Construction Biology environnemental. Leur alliage contient en effet des substances Ces grilles permettent également de retenir des déchets plus and Ecology, Institut Néerlandais pour la Biologie et l Ecologie toxiques comme le nickel et le chrome. Toutefois, par rapport gros comme des canettes ou mégots de cigarettes. Le risque dans la Construction a développé un système permettant de aux dalles, leur importance est très limitée et aura très peu d encombrement des descentes d eau est donc moindre par comparer l impact environnemental des matériaux et produits. d impact sur l ensemble des coûts cachés du système. rapport à la solution avec couche d étanchéité en surface. Pour chaque matériau, est définie une analyse de cycle de vie incluant une évaluation durant toutes les phase de sa vie : Sur les bases de la méthode Nibe, on peut donc considérer que Sur la durée, des algues peuvent se développer sur les dalles de extraction de la matière première, transformation, transport sur site, mise en œuvre et utilisation jusqu à sa démolition et le système Pardak 110 obtient un meilleur classement que la dalle de béton coulé sur site car le système peut être recyclé. béton, rendre leur surface inégale, ralentir ainsi l évacuation de l eau et en conséquence favoriser l accumulation de déchets. son recyclage éventuel. Cette analyse, via un outil de calcul, Les dalles peuvent être réutilisées sans perte de valeur comme Il est donc important de régulièrement nettoyer les dalles permet d évaluer ce que l on nomme les coûts cachés d un ce fut le cas pour le projet Shopping 1, ou recyclées sous forme avec un jet d eau à haute-pression. L expérience a néanmoins produit. Plus bas sont ces coûts cachés, plus respectueux de de gravats propres. Ce qui n est pas le cas pour une dalle de démontré que les algues se développaient uniquement sur les l environnement est le produit. Ces coûts représentent ce que béton coulé qui ne pourra être recyclée qu en gravats toitures parking peu fréquentées. la société est prête à payer pour un produit propre, c est-à-dire contaminés puisqu il est impossible de supprimer la couche Sur la toiture-parking de Shopping 1, l entretien régulier et sans impact sur l environnement. anti-usure collée sur le béton. le nettoyage avec un jet haute pression sont encore plus importants afin de diminuer les différences purement esthétiques visibles entre les dalles récupérées et les dalles neuves, différences qui disparaîtront à terme. La membrane d étanchéité est protégée par les dalles mais reste visible et accessible en soulevant les dalles. Cela permet de l inspecter régulièrement à la recherche de fuites éventuelles. Cette inspection sur une dalle de béton coulé nécessite tout d abord de la supprimer, ce qui provoque d importants dégats. Shopping 1