Béton à vivre: une maison à flanc de coteaux mosellans

Alors qu’il est difficile pour un maître d’ouvrage privé de trouver un terrain constructible libre de contraintes contractuelles au Luxembourg, certaines opportunités peuvent toutefois se présenter sous la forme de parcelles situées en terrain réputé difficile, par exemple à flanc de colline. Une attention particulière devra alors être accordée tant à la conception architecturale qu’aux techniques constructives. C’est le cas du projet de construction d’une maison unifamiliale décrit dans cet article.

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Un peu de hasard et beaucoup de chance ont permis aux maîtres d’ouvrage de cette maison d’acquérir, en 2003, un terrain de construction à Schengen, le village luxembourgeois le plus connu depuis que l’accord de libre-circulation y a été signé.

Situé à flanc de coteaux, côtoyant la réserve naturelle du Strombierg, dominant la Moselle et offrant une magnifique vue sur la vallée des Trois Frontières, ce terrain comblait tous leurs désirs.

Cependant, en plus d’être traversés par de multiples sources, les flancs du Strombierg sont d’une géologie capricieuse, à laquelle s’ajoute une topographie présentant un fort dénivelé laissant présager de la nécessité de réaliser d’importants travaux de terrassement créant de hauts talus. Bref, tous ces ingrédients réunis constituent un défi, tant du point de vue technique qu’économique, que les concepteurs du projet ont relevé par le choix d’un matériau: le béton.

Par sa conception, cette maison en béton devra satisfaire à une série d’exigences en s’intégrant au paysage, en tirant le meilleur parti du lieu, en résistant à la poussée des terres et en étant étanche à l’eau. Elle devra également se construire rapidement tout en présentant une basse consommation d’énergie et une grande qualité de l’environnement intérieur. Elle induira un impact environnemental le plus faible possible et offrira la possibilité de s’adapter aux évolutions de la vie de ses habitants. Le tout pour un coût raisonnable.
Une maison durable, en somme.

Cet article propose une réflexion sur les thèmes énumérés ci-dessus et vous présente les solutions mises en œuvre.

Système constructif

Les concepteurs partent du principe que le béton répond aux exigences imposées par la topographie et la géologie du lieu, en particulier en ce qui concerne la reprise des poussées de terre et l’étanchéité à l’eau. Par ailleurs, le béton offre l’inertie thermique nécessaire à la régulation de la température intérieure du bâtiment et constitue directement une enveloppe étanche à l’air, conditions nécessaires à la réalisation d’une maison basse énergie. Il garantit le confort acoustique des habitants et contribue à leur santé, non seulement en n’émettant aucuns polluants, mais également en évitant leur infiltration dans la maison.

En ce qui concerne le système constructif, il a, dès le départ, été opté pour la technique de la semi-préfabrication, à savoir un système de prémurs et de prédalles assemblés sur chantier et solidarisés par du béton coulé sur place.

Plusieurs raisons sont à l’origine de ce choix. Tout d’abord une volonté affirmée de promouvoir ce mode de construction: flexibilité d’adaptation, simplicité et rapidité d’exécution, intégration des armatures et des équipements techniques en usine, qualité garantie par la production industrialisée, possibilité de laisser le béton apparent. Ensuite, de par leur légèreté, les éléments semi-préfabriqués sont plus faciles à transporter et à manipuler sur chantier. La disponibilité de ces produits sur le marché régional est, de plus, assurée par la présence d’un fabricant luxembourgeois renommé. S’y ajoute le fait que les produits semi-préfabriqués en béton sont économiquement intéressants et leur mise en œuvre maîtrisée par un grand nombre d’entreprises de construction. En contrepartie, le choix de la préfabrication implique une planification poussée et rigoureuse, ne laissant que peu de place à l’improvisation sur chantier.

Concept architectural

L’environnement dans lequel va se situer la maison, le programme, le budget disponible, le système constructif, ainsi que les règles urbanistiques à respecter sont donc les points de départ du processus de conception architecturale.

Ainsi, afin de tirer le meilleur parti de la topographie des lieux, une construction sous forme d’un prisme rectangulaire à deux niveaux (rez-de-chaussée et 1er étage) d’environ 17 m de large et 6 m de profondeur, a été retenue. En adossant cette longue boîte sur les côtés sud et ouest à la colline, le volume d’excavation est réduit au minimum et la dénivellation naturelle du terrain peut être reconstituée par la suite.

De plus, l’inversion de l’organisation des fonctions par rapport aux concepts usuels permet de placer le séjour et la cuisine sur la boîte, l’utilisant ainsi comme une plateforme donnant accès au jardin à l’arrière de la maison. Ceci permet la réalisation d’une terrasse côté sud et offre une vue panoramique sur la Moselle côté est. Telle une main protectrice, une toiture plate encastrée dans le pignon nord – un voile de béton sur toute la hauteur – et reposant sur de fines colonnes métalliques protège ce 2e étage et préserve au voisinage son droit au soleil et à la vue panoramique.

Soulignant l’esprit d’un système constructif semi-industrialisé, le rythme des façades et la distribution des différentes pièces obéissent à un calepinage stricte basé sur un module de 1,80 m.

Toutes les ouvertures sont de hauteur d’étage, se faisant ainsi succéder ouvertures et panneaux pleins. Le plus grand prémur a une longueur de 7,58 m, fait 2,87 m de haut et pèse 5,5 to.

Béton et bioclimatisme

L’architecture bioclimatique s’inspire des principes de bases de l’architecture issus de l’adaptation des habitats traditionnels au climat, à la topographie et aux matériaux disponibles afin de favoriser le confort des habitants et de réduire les besoins énergétiques

Le projet de Schengen a été l’occasion de mener une réflexion sur les possibilités offertes par le béton afin de satisfaire ces principes.

L’implantation, l’orientation et la forme du bâtiment sont dictées par la topographie des lieux. Il s’ensuit qu’une orientation plein sud, maximisant l’apport solaire, ainsi qu’une optimisation de la compacité du volume ne sont ici que difficilement réalisables. Par contre, la faible profondeur et les grandes surfaces vitrées des lieux de vie favorisent l’éclairage naturel.

L’inertie thermique apportée par les voiles et dalles en béton contribue au confort thermique de l’habitation et aux économies d’énergie en amortissant et en déphasant les variations de températures journalières intérieures en été, et en restituant les apports solaires emmagasinés l’hiver pendant les périodes d’ensoleillement.

L’adossement des deux premiers niveaux à la colline au sud et à l’ouest protège la maison des vents dominants et permet de tirer parti de l’inertie du sol. En effet, le niveau des températures moyennes du sol favorise un résultat thermique satisfaisant en limitant les déperditions de chaleur et en demandant peu d’apport thermique en hiver.

Le béton permet également de tirer le meilleur parti de cette situation en remplissant une série d’autres fonctions actives et passives telles que la reprise des poussées de terre, l’étanchéité à l’eau et l’activation géothermique des fondations.

Une isolation poussée de l’enveloppe du bâtiment, des fenêtres et un mur-rideau triple vitrage thermiquement performants, des protections solaires extérieures, un système de VMC double flux couplé à un échangeur géothermique innovant, ainsi que l’installation de capteurs thermiques solaires, sont autant de mesures techniques complémentaires visant à renforcer le confort et l’efficacité énergétique de la maison.

Le concept constructif et le parti pris architecturale décrits ont permis de satisfaire les exigences initialement définies. La construction en éléments de béton préfabriqués est, par ailleurs, une méthode robuste qui s’est avérée particulièrement bien adaptée à la complexité de cet ouvrage à flanc de colline.

Christian Rech / CIMALUX