L’intervention sur l’architecture du XXe siècle constitue un défi majeur pour les professionnels qui œuvrent aux réhabilitations architecturales et urbanistiques en intégrant une démarche de transition écologique. Dans ce cadre, quels enjeux recouvrent aujourd’hui les expérimentations en architecture, considérant qu’il est essentiel de préserver les qualités historiques et patrimoniales d’un existant tout en tenant compte des conditions économiques des occupants, des exigences en termes de confort, comme de l’environnement ? Cette recherche est conduite dans le cadre du programme scientifique de la Chaire partenariale d’enseignement et de recherche en architecture « Habitat du Futur ». Elle poursuit l’ambition de définir une démarche expérimentale susceptible de trouver des développements contemporains en matière de réhabilitation de façades légères, tout en ayant un impact de chantier réduit sur l’intervention et le coût, et d’améliorer les ambiances de vie. En effet, les citadins, qui ont de tout temps cherché à moduler leurs perceptions sensibles du logement, du voisinage et de l’environnement, ressentent aujourd’hui des inconforts du fait du bâti et vont avoir à gérer, d’ici 2050, un changement climatique déjà opérant. Conçu par les architectes François-Régis Cottin, Marcel Dallière et Alain Chastel, l’immeuble Les Cèdres, objet de la réhabilitation, est une expression radicale de la modernité. Il est doté de façades légères en mur-rideau, composées de panneaux sandwichs préfabriqués en aluminium signés par Jean Prouvé. Leur design mécanique et industriel reflète les méthodes constructives de l’époque. Leur finesse engendre néanmoins des problématiques d’isolation thermique et acoustique et un inconfort pour les habitants. L’hypothèse consiste à renforcer l’enveloppe légère initiale par une seconde enveloppe économique constituée de matériaux biosourcés. Les façades des logements construits dans cette région lors de la seconde moitié du XXe siècle souffrent de stratégies d’amélioration thermique drastiques, sans évaluation des dégradations du confort lumineux, sonore et du flux ventilant qui en résultent. Pour inverser la tendance, la thèse propose de fabriquer un guide de diagnostic et d’expérimentation, avant intervention complète, pouvant s’adapter au secteur économique qui s’illustre aujourd’hui sur ce type de bâti, généralisant ainsi une approche éco-responsable et co-construite de la réhabilitation, et ceci dans le cadre très contraignant d’une copropriété. Afin d’améliorer les performances de l’immeuble, tout en préservant sa qualité plastique, technique et patrimoniale, une recherche pluridisciplinaire est mise en place. Elle a débuté par un travail de diagnostics approfondis rythmé par des entretiens sur le vécu, des phases de recherches archivistiques, de relevés, de diagnostics architecturaux, patrimoniaux, thermiques, acoustiques, structurels et énergétiques, afin d’avoir une connaissance quasi exhaustive du bâtiment. S’en est suivie une période de conception explorant l’ensemble des expérimentations constructives et ambiantales possibles pour réhabiliter les façades légères de l’immeuble Les Cèdres, puis la réalisation de prototypes, à l’échelle 1 : 1, réalisés avec les Grands Ateliers Innovation Architecture de l’Isle d’Abeau et les entreprises partenaires. L’expérimentation propose donc de concevoir et de tester un ensemble de prototypes cohérents selon la visée économique, écologique, ambiantale, architecturale et patrimoniale recherchée, avant de passer à la réhabilitation complète. Le montage financier pour la copropriété a fait l’objet d’une recherche d’aides permettant aux habitants peu fortunés d’investir dans les travaux. La démarche proposée pourrait trouver de multiples applications sur un corpus d’immeubles du XXe siècle ayant une façade légère, mais elle pourrait également être génératrice d’une attitude éco-responsable inaugurale pour réhabiliter les immeubles en copropriété de cette époque.

Ce travail de recherche explore une période de cinquante ans (1890-1940) pendant lesquels la nouvelle technique du béton armé connaît un épanouissement exponentiel, en passant d’une phase primitive d’expérimentations individuelles à une phase classique de pratiques conventionnelles. Grâce à son appui sur de modèles multiséculaires, l’architecture religieuse sert de révélateur de ce phénomène d’appropriation collective. L’assimilation, l’innovation ou l’interprétation sont immédiatement exposées sur ce fond programmatique stable. Les édifices sélectionnés sont représentatifs à la fois pour les différents courants d’idées artistiques et pour l’abondance de déclinaisons des premiers bétons armés en France. Seule une analyse typologique peut organiser de manière systématique le vaste corpus, parce que l’examen stylistique est mis en difficulté face à la complexité architecturale et décorative traduite dans les influences rationalistes, néo-médiévales, régionalistes ou art-déco, souvent utilisées de manière déroutante. En effet, ces églises, aujourd’hui majoritairement protégées au titre des monuments historiques, représentent l’arrière-garde de l’éclectisme et les derniers témoins d’un art de bâtir traditionnel précédant l’industrialisation quasi-totale de la construction. Leurs bétons armés sont mis en œuvre de façon artisanale et portent les traces d’imperfections qui posent aujourd’hui des questions spécifiques de préservation. Le sujet de la restauration et de l’entretien des églises en béton armé est présenté au travers des problématiques techniques, patrimoniales et environnementales. Les premiers bétons armés sont fragiles et peuvent être restaurés par de moyens spéciaux, invasifs, coûteux et parfois précaires, alors que rares sont les chantiers qui traitent l’ensemble d’un édifice selon une vision globale. L’expérience des architectes est encore récente dans ce domaine, ce qui fait que la définition d’une méthodologie partagée de restauration des premiers bétons armés reste un sujet ouvert.

L’architecture non-standard en bois explore l’étendue des possibilités techniques et esthétiques pour de nouveaux usages répondant à des exigences fonctionnelles cohérentes avec les enjeux environnementaux, sociétaux et économiques contemporains. Récemment introduite dans le secteur de la construction, mais absente des pratiques de la construction en bois, la fabrication additive, qui regroupe un ensemble de procédés, étend les limites des moyens de fabrication conventionnels par la liberté formelle accrue et la multifonctionnalisation des composants architecturaux qu’elle permet. Le procédé de Stratoconception® présente un fort potentiel d’application pour le développement d’architectures et de composants non-standards en bois, présentant une forte capacité d’adaptation aux moyens techniques et matériels de la construction en bois. Le procédé de Stratoconception®, en architecture, se limite à la réalisation de maquettes et de prototypes de petites dimensions et ne s’applique pas, jusqu’à présent, à la conception et à la fabrication de composants fonctionnels à usage structurel de petites comme de grandes dimensions. L’utilisation de ce procédé pour la réalisation de prototypes ou d’outillages pour l’industrie implique que la conception du processus de fabrication par Stratoconception® est indépendante de la conception des objets eux-mêmes, destinés à être réalisés par d’autres procédés de fabrication, alors que l’architecture non-standard privilégie un renforcement du lien entre la conception architecturale et les techniques de fabrication. Ce travail présente les résultats d’expériences de « conception-fabrication » par Stratoconception® de composants architecturaux menées, qui forment, avec l’étude bibliographique menée, une base de connaissance, orientée vers des enjeux identifiés, des mécanismes, des problématiques et des limites de l’utilisation de la Stratoconception® dans les pratiques de l’architecture et la construction en bois. Ces expériences ont mis en évidence le manque de flexibilité et d’outils d’évaluation du processus de production de composants architecturaux par Stratoconception® ainsi que l’interdépendance entre la conception et la fabrication. Nous avons également identifier des opportunités d’applications du procédé pour la conception et la production de composants architecturaux non-standards, particulièrement les nœuds d’assemblages en bois de treillis tridimensionnels et les parois. Afin d’obtenir un processus de conception applicable dans les pratiques de l’architecture et de la construction en bois, nous introduisons une méthode de conception pour la fabrication additive par Stratoconception® intégrant les contraintes et les opportunités du procédé dès l’étape de conception de la géométrie de la pièce en favorisant une évolution itérative de cette conception, orientée par les résultats de moteurs d’évaluation accompagnant le concepteur vers des prises de décision cohérentes avec des critères définis. La méthode proposée, implémentée dans des outils d’aide à la conception, permet la mise en place d’une continuité informationnelle numérique liant une conception paramétrique à une fabrication numérique en orientant le concepteur vers des solutions respectant des critères de faisabilité et de rationalisation de la production dès la phase amont de la conception de la géométrie du composant architectural.