Pour le bureau d’architecture de Hambourg, Spengler Wiescholek et pour l’établissement financier de Nuremberg UmweltBank AG, spécialisé dans l’immobilier durable depuis près de 30 ans, ce projet de construction est une étape décisive à plusieurs égards. D’une part, la banque est pour la première fois le maître d’ouvrage. D’autre part, c’est la première fois dans le sud de l’Allemagne qu’une structure porteuse en BauBuche et en épicéa est réalisée sur une telle hauteur et une telle homogénéité, notamment derrière une façade entièrement photovoltaïque qui sert également de protection active contre les intempéries.

La banque UmweltBank, qui était auparavant répartie sur plusieurs sites dans la ville, souhaitait regrouper ses effectifs sous un même toit et affirmer du même coup son engagement dans la construction durable. Ainsi, les études de conception ont mis l’accent sur le caractère durable et recycable du projet – une qualité à laquelle l’Agence allemande du bâtiment durable (DGNB) a attribué, dès la phase de planification, une pré-certification Platine, la plus haute distinction disponible. Il en est ressorti une structure porteuse en BauBuche et en épicéa qui utilise chaque matériau précisément là où il apporte la meilleure performance statique.

Le projet est le résultat d’un concours auquel ont participé une vingtaine de candidats ; Spengler Wiescholek l’a emporté grâce à un concept alliant harmonieusement une structure porteuse en bois, une façade productrice d’électricité et une protection solaire extérieure en avancée. Au rez-de-chaussée, un supermarché, un café et un espace événementiel à louer offrent des espaces ouverts au public, intégrant ainsi le bâtiment à son environnement. L’UmweltHaus n’est qu’un début. Il constitue la première composante du vaste projet « UmweltQuartier » aménagé sur l’ancien site de GfK.

Une construction hybride en bois : la structure porteuse d’une tour de 52 m de haut et d’un bâtiment longitudinal de 30 m de haut réalisée en Baubuche et épicéa.

Le nouveau bâtiment situé sur le Nordwestring comprend une tour étroite de 52 m de haut et de 13 étages et un bâtiment longitudinal de 30 m de haut et de 7 étages. La tour, qui mesure 39 m en longueur et 17 m en largeur, est accolée sur un côté au bâtiment longitudinal qui mesure 69 m en longueur et 17 m en largeur. La longueur totale de la construction est de 86 m. La conception structurelle repose sur un système hybride en bois et en béton armé. Les poteaux, les poutres, les longerons et les éléments de façade sont en bois, tandis que les dalles de planchers sont réalisées en mixte bois-béton (MBB).

©merz kley partner AG

La tour et le bâtiment longitudinal sont une structure à ossature bois continue, du rez-de-chaussée jusqu’au toit, en reposant sur une trame de poteaux de 5,50 mètres. Seuls sont construits en béton les sous-sols, les deux noyaux d’accès, ainsi que certains murs coupe-feu et colonnes du rez-de-chaussée, où la protection incendie exigeait un autre matériau. Les éléments de plafond MBB sont constitués de nervures courbées en bois lamellé-collé sur lesquelles sont vissés des panneaux à trois couches. Des rainures fraisées assurent la liaison par cisaillement avec la couche mince de béton coulé en place, d’une épaisseur de seulement 12 cm – nettement inférieure à celle d’un plafond en béton armé classique. Grâce à la courbure des nervures, aucun support temporaire n’a été nécessaire pour les plafonds pendant la construction. Le principe s’inspire délibérément de la menuiserie historique. Poutre sur poutre, plafond sur poutre. Tous les assemblages sont vissés, de sorte que les matériaux pourront être triés lorsqu’ils seront en fin de vie.

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Le BauBuche – Un bois haute performance pour supporter des charges maximales

La clé de la construction de cette tour de 52 m de haut dotée d’une fine ossature en bois réside dans la performance de BauBuche. Le bois dur qui offre une résistance élevée peut absorber, moyennant la même section transversale, une charge presque deux fois supérieure à l’épicéa – et même jusqu’à trois fois la charge s’il s’agit d’une pression axiale pure. Cet atout de résistance fait toute la différence, précisément là où l’épicéa atteint ses limites. Ainsi, sur un total d’environ 3 000 m^³ de bois utilisés dans le projet, 760 m^³ sont du BauBuche. Quel bois utiliser à quel endroit se décide selon les charges à supporter à chaque étage. Ainsi, le BauBuche est utilisé dans les étages inférieurs et intermédiaires soumis à de fortes charges, tandis que la structure porteuse bien plus haute, là où les charges diminuent, est réalisée en épicéa. Ce changement de matériau s’opère dans le bâtiment longitudinal, du 3e au 4e étage, et dans la tour, du 8e au 9e étage. Les sections transversales minces des poteaux qui sont ainsi obtenues permettent de conserver le précieux espace au sol.

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La comparaison directe des sections transversales des poteaux montre à quel point la différence est importante : Dans la tour, les poteaux intérieurs en BauBuche – d’une hauteur d’environ 8 m dans la galerie et de 4 m dans l’espace standard – mesurent 48 x 48 cm. Les poteaux de façade diffèrent des poteaux intérieurs par leur section transversale. Des colonnes équivalentes en bois lamellé-collé d’épicéa auraient dû mesurer 64 x 64 cm. Dans le bâtiment longitudinal, les poteaux intérieurs en BauBuche ont une section transversale de 48 x 40 cm et une hauteur de 4 m. Des colonnes équivalentes en bois lamellé-collé d’épicéa auraient dû mesurer 56 x 56 cm. Du point de vue architectural, le principe de base était que les sections transversales des poteaux ne devaient pas varier d’un étage à l’autre. Cela signifie que la section transversale requise des poteaux pour supporter les charges maximales devenait la dimension déterminante des poteaux de tous les étages, même s’ils étaient de ce fait surdimensionnés aux niveaux supérieurs.

Les deux poutres de raidissement au-dessus du rez-de-chaussée sont la démonstration impressionnante de la performance du matériau BauBuche. Le principe bien connu de la construction traditionnelle des charpentes, qui consiste à dévier les charges latéralement vers l’extérieur pour créer un espace en dessous, est appliqué ici, de sorte que la salle événementielle, attenante au foyer ouvert et spacieux, a pu rester dénuée de poteaux. Du fait de leur complexité, les poutres de raidissement ont été pré-assemblées en usine, à titre d’assemblage test, avant leur installation définitive. Des géométries de ce type, assemblées par force, dans un bâtiment de cette hauteur, ne sont possibles qu’avec un matériau de haute résistance tel que le BauBuche.

©Spengler Wiescholek Architektur Stadtplanung PartGmbB

La préfabrication, la clé de la rapidité

La construction en bois a débuté en août 2023 et devait se terminer fin décembre 2023 – un délai extrêmement ambitieux de cinq mois pour un immeuble de cette taille. Ce fut possible grâce à la préfabrication systématique réalisée par l’entreprise de construction bois ZÜBLIN Timber dans ses ateliers d’Aichach. Ainsi ont été fabriqués des éléments en panneaux de bois entièrement isolés destinés aux murs extérieurs, soit un total de plus de 6 000 m^², qui n’avaient plus qu’à être assemblés sur le chantier. Pour des raisons de transport, deux éléments de façade de 5,5 m ont été vissés et assemblés sur le chantier afin de former des unités de 11 m de long. Les fenêtres et les parapets étaient prémontés en usine, de sorte que l’ossature et la façade ont pu être montées en une seule étape, d’où un gain de temps considérable sur le chantier.

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Protection incendie : Bois apparent grâce à un système de brumisation

La conception de l’UmweltHaus poursuit un objectif clair. La structure porteuse en BauBuche et en épicéa devait rester visible à l’intérieur, ce qui posait un défi de taille pour un bâtiment de 52 m de hauteur. « Une visibilité extrême du bois et une charpente mise en valeur », voilà comment l’architecte Ingrid Spengler décrit son ambition. Pour les bâtiments de classe 5 (GK 5) comportant du bois apparent, une réglementation stricte en matière de sécurité incendie s’impose en Bavière. Par conséquent, les éléments en BauBuche et épicéa ont dû être conçus pour offrir une résistance au feu de 90 minutes (REI 90), en tenant compte de la carbonisation. Ce n’est qu’en soustrayant la marge de carbonisation des éléments non porteurs que l’on comprend la délicatesse avec laquelle ce matériau peut être travaillé. Les assemblages critiques ont finalement été équipés de panneaux de remplissage fraisés, et les pièces apparentes en acier ont reçu un revêtement ignifuge. En outre, un système de brumisation d’eau à haute pression très efficace (HDWN) a été installé. Il éteint les incendies moyennant une consommation d’eau minimale et il réduit considérablement le risque de dégâts des eaux comparativement aux sprinklers classiques. Ce système est lui-même complété d’une alarme incendie couvrant toute la surface du bâtiment et reliée directement aux pompiers de Nuremberg.

Le projet a fait l’objet d’un suivi continu par des experts en protection incendie, tant privés que publics, car la directive type relative aux constructions en bois ne s’applique que de manière limitée aux immeubles de grande hauteur. Les solutions spécifiques qui ont été élaborées peuvent servir de référence pour des projets futurs de construction d’immeubles en bois de grande hauteur.

La façade photovoltaïque : protège des intempéries tout en produisant de l’électricité

L’enveloppe extérieure du bâtiment est également inhabituelle. L’ensemble de la façade est recouvert de modules photovoltaïques. Depuis la rue, le bâtiment apparaît dans un premier temps comme un bâtiment de verre teinté vert foncé. Le fait que l’ensemble de la surface produise de l’électricité n’est visible que dans un deuxième temps. Cette discrétion est volontaire. Le bâtiment n’a pas vocation à être une exhibition technique ni un bâtiment de développement durable ostentatoire. Selon les architectes, le fait qu’un immeuble en bois de cette hauteur soit doté d’une façade active entièrement photovoltaïque est une première en Allemagne.

Un succès retentissant

La fête de fin de chantier en février 2024 avait déjà suscité un vif intérêt médiatique. Le maire, Marcus König, avait parlé d’un « point de repère pour Nuremberg », et le secrétaire d’État, Rolf Bösinger, avait déclaré : « De par sa taille et la quantité de bois utilisée pour sa construction, cette tour est véritablement unique en Allemagne. » En juin 2025, elle a reçu le Prix spécial de l’innovation de la Chambre de commerce et d’industrie de Moyenne-Franconie (IHK), récompensant l’utilisation de matériaux de construction régionaux et la mise en œuvre d’une économie circulaire à tous les niveaux.

Un principe transposable

L’UmweltHaus illustre un principe transposable. En effet, le BauBuche s’avère judicieux partout où les schémas classiques, les solutions standards ou la logique habituelle se heurtent à leurs limites – par exemple lorsque la hauteur de construction est limitée, lorsque des poteaux gênent l’utilisation, lorsque les charges ou les contraintes transversales deviennent trop élevées, lorsque les raccords sont trop importants ou lorsque l’architecture exige une grande ouverture. Les scénarios typiques sont les terrains très coûteux, les immeubles de bureaux et établissements de recherche modulables, les structures scolaires et de formation, les salles polyvalentes, ainsi que les projets de compétition et de prestige demandant une architecture sophistiquée. Pour ces types de réalisations, le BauBuche est généralement la solution idéale pour les cas limites – c’est-à-dire lorsque le lamellé-collé d’épicéa seul ne constitue plus une solution viable, que ce soit sur le plan économique ou esthétique.

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text by: Susanne Jacob-Freitag, Karlsruhe

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