Système de construction ClipHut

Localisation Germany
Année de construction 2017
Architecte Équipe ClipHut
Conception de structure Équipe ClipHut
Produits utilisés Kerto
Type Bâtiments résidentiels et jardins
Destination Système structurel modulaire

Un système de construction flexible basé sur des assemblages structurels en bois

ClipHut, un système structurel de conception paramétrique, une réponse directe à la géographie et aux conditions climatiques d’Europe centrale et aux réglementations de construction régionales. Une équipe interdisciplinaire de l’université de sciences appliquées Ostwestfalen-Lippe en Allemagne a développé ce concept. Si un bâtiment conçu avec le système constructif ClipHut peut intégrer n’importe quel matériau à base de bois, l’utilisation de produits efficaces tel que le Kerto® LVL (lamibois), économe en matière, rend la construction plus rapide, plus légère et plus écologique.

Thomaz Vieira

​Développeur de système, Responsable du projet

Maria Wilkens

​Cheffe de projet, Responsable Média)

Tomás Mena

​Développeur de projet, Responsable Gestion des données

L’équipe

​Autres contribution :
Professeurs Jan Kahre Heidemann, Hans Sachs et Jens-Uwe Schulz,
Alvaro Balderrama, Onurcan Kurt, Spencer Culhane, Angelina Aziz, Gesana Biti, Supak Kosolsirisukkul, Yonnie Kweon, Azita Mazaheri, Yi Ju.

L’utilisateur saisit les dimensions souhaitées du bâtiment précisées par un quadrillage de points dans logiciel de programmation ClipHut, puis spécifie l’emplacement géographique et l’utilisation prévue pour le bâtiment. Le modèle paramétrique ClipHut produit directement les plans d'atelier pour un kit de composants répondant aux besoins particuliers de l’utilisateur. Le résultat : une configuration en quadrillage structurel avec des composants dimensionnés pour répondre aux exigences des codes de construction locaux.

En partant de la taille du module et en y associant un système de numérotation intégré et des connections simples, même une personne n’ayant qu’une expérience limitée de la construction peut s’approprier cet assemblage simplifié. Les bâtiments ClipHut sont aussi faciles à démonter et à remonter. À une époque où la durabilité est une des exigences clés de la construction, l’aptitude à réutiliser les composants du bâtiment limite de façon significative les déchets tout en réduisant l’empreinte environnementale de ce dernier.

PrixOpen Source Wood   

Values guide Metsä Group's operations 
 

L’innovation ouvertement partagée

ClipHut a reçu le prix Open Source Wood Award, le panel d’experts louant son système structurel flexible et innovateur permettant d'accélérer la construction.

« Nous avons commencé par la recherche sur les assemblages en bois et finalement, nous avons développé un système de construction. Ce dernier respecte les propriétés du matériau bois en optimisant son utilisation », explique l’équipe ClipHut dans son dossier de candidature pour Open Source Wood.

L’initiative Open Source Wood de Metsä Wood est une plateforme en ligne collaborative permettant aux architectes et ingénieurs de partager leurs innovations dans la construction en bois modulaire. Les utilisateurs peuvent télécharger leurs projets et concepts sur la plateforme et profiter du feedback et des opportunités de collaboration. Les experts de Metsä Wood évaluent les propositions et remettent un prix aux idées les plus innovatrices, comme celles de ClipHut.

 Jussi Björman, Directeur du service technique client chez Metsä Wood : « ClipHut est la première idée que j’ai vue permettant d’utiliser une poignée de pièces pour construire presque toutes les formes de bâtiment. L’utilisation de connecteurs enfichables entre les éléments prêts à l'emploi accélère en outre l’installation sur site. »

« Nous pouvons voir comment la durabilité fait partie de l’état d’esprit de Metsä Wood, » explique Thomaz Viera, Développeur système chez ClipHut. « Si nous voulons développer l’industrie de la construction avec une conscience de plus en plus aigüe de l’environnement, nous ne devrions pas nous contenter d’inventer des produits meilleurs. Nous devons aussi investir dans la production décentralisée et les chaînes de distribution, réduire notre empreinte écologique, augmenter la productivité et investir dans les solutions de personnalisation de masse. »

Structure porteuse 

  • ClipHut
  • ClipHut
  • ClipHut
  • ClipHut
  • ClipHut

Le travail avec des cadres Kerto® LVL léger et à petite échelle pour générer une structure rigide

Les contraintes agissant sur la structure sont transférées par une série de couches de bâti de petite taille, chacune mesurant approximativement 1 mètre. Tous les composants sont précisément découpés à l’aide d’une machine d'usinage CNC pour répondre aux spécifications du modèle paramétrique ClipHut. Le prototype a été mis au point à la base avec des panneaux OSB (panneaux à copeaux orientés) pour tester les paramètres du système. L’équipe voit dans Kerto® LVL (lamibois) un matériau de construction particulièrement adapté aux maisons ClipHut, en raison de sa plus grande robustesse et son rapport poids-résistance supérieur, rendant la structure assemblée extrêmement stable.

Thomas Viera : « Le Kerto® LVL est un matériau de haute qualité, très dense et plus raide que l’OSB et, de ce fait, les jointures peuvent supporter des charges plus lourdes, autorisant une distance plus grande entre les poteaux tout en réduisant, dans certains cas, le besoin en matériau. D’autres avantages étant la possibilité de construire des bâtiments plus hauts, de leur ajouter des étages et l’extension de leur durée de vie. »

Robuste    

 

Composants verticaux échelonnés pour une stabilité améliorée

Les composants verticaux placés dans chaque couche fournissent une stabilité latérale résistant aux forces de cisaillement malgré l’absence de composants diagonaux. Limiter les orientations dans les directions horizontales et verticales a éliminé le besoin en connecteurs complexes dans les angles et en fixations complémentaires. La construction du prototype a montré que les composants se connectaient aisément les uns aux autres et, une fois que chaque couche était complétée, la structure dans son ensemble était plutôt rigide, les bâtis travaillant de concert pour fournir une stabilité latérale.

Connecteurs

Cliphut - wood construction system with clever connections 
 

Les connecteurs enclipsables pré-usinés accélère la construction

Les plaques horizontales usinées par une machine d'usinage CNC sont dotées d’emplacement prédécoupés pour les composants verticaux, éliminant les risques liés à l’évaluation ou aux mesures imprécises sur site. Les deux extrémités des composants verticaux sont usinées avec le mécanisme de clips innovateur glissant dans les composants horizontaux et s’encliquetant en place de façon sécurisée. « C’est un clip qui se plie vers l’intérieur, se connecte puis se contracte au travers d’une partie fraisée. Ce connecteur est complètement usiné dans le matériau, ce qui signifie qu’il est préfabriqué uniquement pour être construit sur le site », décrit Jan Kahre Heidemann, professeur et mentor du projet à l’université. L’arrangement exact des tous les éléments ClipHut est documenté sous forme numérique et gravé dans les composants pendant la phase d’usinage CNC.

Sécurité incendie

Values guide Metsä Group's operations 
 

Des options d’enveloppe flexibles pour satisfaire les réglementations locales

Le comportement du Kerto® LVL en cas d’incendie est bien connu : le matériau homogène a un taux de carbonisation prévisible. Les codes de conception, spécialement en Europe, contiennent toutes les informations nécessaires pour la conception sécurisée des structures en Kerto® LVL.

Pour répondre aux réglementations relatives aux incendies locales spécifiques, un bâtiment basé sur le système ClipHut peut être revêtu de matériaux non combustibles, permettant de construire de nombreux usages, du résidentiel au commercial. Avec sa variété d’assemblages muraux, le système montre aussi sa flexibilité dans les climats divers. Isolation, écrans pare-pluie, systèmes de chauffage et stores sont autant d’équipements qui peuvent être incorporés dans le système ClipHut. La façade est attachée avec de petits clips imprimés en 3D permettant de s’accrocher à la structure avec des armatures, créant ainsi une cavité aérée en continu à l’extérieur du quadrillage structuré.

Un système flexible  pour la construction de bois   

Values guide Metsä Group's operations 
 

Un système de construction accessible et flexible utilisant le Kerto® LVL

Dès le départ, l’équipe ClipHut avait une vision claire : Développer de nouvelles solutions en construction rendant la construction plus accessible et plus économique. Ils ont réussi en redonnant la maîtrise du design et de la documentation à l’utilisateur. Ceci signifie que vous ne recevez pas les pièces manufacturées, mais vous pouvez aller, avec les plans en main, voir votre charpentier ou votre entreprise de menuiserie qui pourra les produire. Sinon, si vous avez accès à certaines machines, comme les machines d’usinage CNC ou les imprimantes 3D, vous pouvez les construire vous-même » explique Maria Wilkens, Cheffe de projet de ClipHut. Ce connecteur clip innovant permet la construction rapide et facile, l’utilisation de Kerto® LVL assure l’économie des matériaux et réduit le coût de construction global. Thomas Viera :« Chaque matériau a ses avantages et le Kerto® LVL, c'est sûr, a toutes les propriétés nécessaires pour créer une vraie maison, et nous sommes impatient de la construire ! »

Références liées à la construction

  • Viikki – Habitat bois multi-étage

  • DB SCHENKER – Terminal logistique en bois

  • Centre commercial Mega Market

  • Metsätapiola – Bâtiments de bureaux en bois

  • Théâtre Waterside, Aylesbury

  • Bâtiment d’entraînement pour la course automobile Tommi Mäkinen Racing

  • Centre de Congrès My Green World

  • Centre d’innovation sur le Carbone, Edimbourg

  • Metropol Parasol – l’une des plus grande structure bois au monde

  • Kannustalo, Maisons clés-en-mains

  • Centre commercial Karisma

  • Siège social Diesel au Benelux

  • Bâtiment agricole, Koski Manor

  • Usine de recyclage de produits de construction à Ämmässuo

  • Kerteminde, La maison du futur des enfants

  • FMO Tapiola – Bureaux prestigieux en bois

  • L’Eglise de l’Emmanuel à Cologne – des structures bois qui marquent

  • Préfecture de Police de Paris – Extension : Bâtiment d’accueil en bois

  • Cinéma de Roma – Rénovation du théâtre

  • Straagaarden , “la ferme de paille” n’utilise que des ressources naturelles

  • Schlagwerk – Salle destinée à la fabrication d’instruments de musique

  • Kaifu-bad – le plus ancien spa d’Hambourg

  • Berlin-Britz – scène en plein air

  • Esperi Kapteenska

  • Centre universitaire de Schwäbisch Gmünd

  • Centre d’accueil des visiteurs Pro Nemus

  • SPA-Bungalow

  • Système de construction ClipHut

  • Usine de Metsä Wood Pärnu

  • Mjøstårnet

  • Hôtel restaurant de KASerne

  • Piscine intérieure dans le Complexe sportif Hall Omnisports

  • Manège d’équitation en Belgique

  • Cranleigh School

  • Verksbyen – Le quartier en mode durable

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