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Précieux bois

Les vertus du bois

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Le bâtiment du synchrotron SOLEIL (© Ch. Kermarrec, SOLEIL)
À SOLEIL, l’utilisation du bois issu du pin douglas a été privilégiée dans la construction de certains bâtiments. Le bois est en effet un matériau de construction performant qui a l’avantage d’être à la fois un produit local abondant et relativement économique. De plus, il se prête facilement au montage et au démontage. Enfin, sur le plan écologique, le recyclage des déchets est simple et l’impact CO2 sur l’environnement est négligeable.

PRÉCIEUX BOIS

Le bâtiment du synchrotron SOLEIL s’intègre dans le paysage par sa structure peu élevée qui épouse la forme de l’anneau du synchrotron ainsi que par les matériaux choisis : une association de bois, de verre et de métal.

Le pin Douglas a été largement utilisé. Au-delà de l’aspect écologique, ce bois durcit en vieillissant, résiste bien aux intempéries et son utilisation contribue à la légèreté de la structure, ce qui limite la transmission des vibrations extérieures à la dalle d’essai.

Les nombreuses baies vitrées permettent d’utiliser au maximum la lumière naturelle pour l’éclairage. Cependant, un brise-soleil réduit l’impact du Soleil sur les vitres pendant l’été, il est composé de lames en pin Douglas fixées sur une structure en acier galvanisé, protégé contre la rouille par un dépôt de zinc.

À ces solutions techniques architecturales, s’ajoute la mise en oeuvre de matériaux performants pour la protection des utilisateurs contre les rayonnements. Un mur de béton de 75 à 180 cm d’épaisseur construit autour de l’anneau permet de protéger des radiations. À certains endroits plus critiques pour la radioprotection, les granulats du béton ont été remplacés par un oxyde de fer, l’hématite, qui permet d’augmenter la densité du béton de 2,5 g/cm3 à 3,8 g/cm3. Certaines parois ont été encore renforcées à l’aide de plaques de 15 cm d’acier de densité de 7,8 g/cm3. Cette ceinture de béton permet aux visiteurs et au personnel de circuler sans danger dans le bâtiment.

LES VERTUS DU BOIS

Les principaux matériaux utilisés lors de la construction du synchrotron SOLEIL sont le béton, l’acier et le bois. L’association du ciment et de l’acier date du milieu du XIXe siècle et le béton armé, ciment enrichi en granulat et renforcé par des tiges d’acier, a été utilisé dès 1899 pour la construction d’un pont à Châtellerault. Gustave Eiffel a généralisé l’utilisation de l’acier pour les charpentes à la fin du XIXe. Le bois, quant à lui, a toujours été le matériau de construction par excellence. Pour de grandes structures, la technique du bois lamellé-collé, apparu au milieu du XIXe, permet de faire des poutres beaucoup plus élancées. Sur le plan écologique, le bois présente plusieurs avantages. D’une part, il peut être produit localement : à SOLEIL, le bois utilisé est issu du pin d’Orégon (appelé aussi pin Douglas), une essence courante en France. D’autre part, il se prête à un montage propre et facilite la déconstruction et le recyclage. Enfin, le bois n’induit qu’un faible taux global de production de CO2 dans son utilisation et ne nécessite qu’un entretien limité.

Pour SOLEIL, il fallait un bâtiment avec des performances à la hauteur des besoins et des ambitions scientifiques, notamment une stabilité géomécanique et thermique. La dalle du hall, où sont installées les expériences, devait atteindre des performances de stabilité aux vibrations pour lequel un matériau dur, lourd et homogène était indispensable. Le choix s’est donc porté sur une dalle en béton armé de 90 cm ancrée sur 600 pieux à 15 m de profondeur pour s’affranchir de toute vibration, qu’elle provienne du sol environnant ou des micromouvements de la couche d’argile présente en surface. En complément, il s’agissait d’isoler le bâtiment par une cloche la plus légère possible afin d’éviter de transmettre les vibrations du bâtiment lui-même à la dalle expérimentale. C’est une solution avec des poutres bois sur des poteaux métalliques qui a été choisie. Enfin, il importait d’amortir le « bruit » environnant, c’est-à-dire les vibrations provoquées par les véhicules passant à proximité du site. Les deux routes voisines du synchrotron ont donc été refaites.

Le choix des matériaux de construction est primordial dans un bâtiment, plus encore si l’on souhaite lui donner des performances de qualité environnementale et SOLEIL fait coïncider les contraintes d’un laboratoire de recherche de très haute performance avec une réalisation de haute qualité écologique (HQE).

DANS LES PROGRAMMES

Cycle 3 :

  • Responsabilité face à l’environnement, développement durable

Technologie, 5e :

  • Familles de matériaux
  • Mettre en relation les contraintes à respecter et les solutions techniques retenues
  • Associer le matériau de l’objet technique à la (ou aux) matière(s) première(s)
  • Identifier l’origine des matières premières et leur disponibilité.
  • Identifier l’impact d’une transformation et d’un recyclage en termes de développement durable.
  • Identifier des solutions qui permettent de réduire les pertes énergétiques.
  • Caractériser l’impact environnemental de ces économies.

Thèmes de convergence :

  • Environnement et développement durable
  • Sécurité : protection des radiations