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L’ALUMINIUM DANS LE BÂTIMENT ET LA CONSTRUCTION
Premières applications
Les premières applications de l'aluminium dans le bâtiment remontent à la fin du XIXe siècle, alors que des architectes novateurs l’expérimentent pour le toit des bâtiments ou dans des pièces décoratives moulées. En 1893, la statue d’Éros avec ses ailes moulée en aluminium fut érigée sur la place Piccadilly Circus à Londres. En 1898, le dôme de l’église San Gioacchino à Rome fut recouvert de feuilles d’aluminium, lesquelles sont encore dans leur état original plus de cent ans plus tard.
En Amérique du nord, l’Empire State Building, d’inspiration Art-Déco, fut le premier gratte-ciel construit avec des panneaux d’aluminium anodisés en 1931. Grâce à la technique architecturale révolutionnaire de murs rideaux, on a pu compléter la construction de l’immeuble en seulement dix-huit mois, un record pour l’époque. En effet, cette technique d’assemblage d’éléments préfabriqués comportait de multiples avantages pour les projets de construction commerciale: réduction de l’épaisseur des murs (donc optimisation des superficies locatives), réduction du poids de la structure et réduction du temps de construction.
Un certain Francis Plym, architecte de formation, fonda la compagnie Kawneer en 1906. Il fut un pionnier dans le développement de pièces extrudées pour fabriquer tous genres de fenêtres et de façades métalliques, comme le démontre ses nombreux brevets d’invention. Dès 1937, la plupart de ses produits étaient fabriqués en aluminium.
Pendant la seconde guerre mondiale, l’industrie de l’aluminium connaît une croissance fulgurante. En effet, elle doit produire en grande quantité pour satisfaire les besoins en avions de combat et pour une foule de fournitures militaires. À la fin de la guerre, le Canada et les États-Unis se retrouvent avec une capacité de production très importante et il leur faudra trouver de nouveaux débouchés. Heureusement au cours des années cinquante, la demande pour les maisons neuves atteint un niveau sans précédent. C’était ainsi que depuis les années 1950 des millions de maisons en Amérique du nord ont été protégées par des clins d’aluminium très abordables, lesquels sont maintenant disponibles dans une grande variété de couleurs et de textures.,
Grâce à ses propriétés uniques : légèreté, flexibilité, résistance à la corrosion, résistance aux sollicitations mécaniques, facilité des traitements de surface, réflexion, facilité d’usinage, recyclage), l'aluminium se retrouve partout dans le bâtiment : toitures, bardages, panneaux d'isolation, fenêtres, portes, volets, auvents, gouttières, vérandas, garde corps, pare-soleil, cloisons, faux plafonds, mobilier urbain etc.
Malléable, l’aluminium offre aux ingénieurs et aux architectes une grande souplesse de conception. Les deux principaux procédés de mise en forme de l’aluminium que sont le filage et le laminage permettent ainsi d’obtenir de nombreuses composantes du bâtiment. De plus, grâce aux techniques modernes de l’anodisation et du thermo-laquage, l’aluminium permet toutes les couleurs et toutes les finitions.
L’aluminium est devenu un matériau essentiel pour concevoir des solutions techniques innovatrices afin de rendre les bâtiments plus confortables et plus performants au point de vue thermique, acoustique et durabilité.
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À cause de sa durabilité et de ses propriétés anticorrosives,
l’aluminium s’avère un matériau largement utilisé dans le secteur
de la construction. Le siège social de Rio Tinto Alcan, à Montréal,
démontre bien ses qualités architecturales. |
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Des millions de maisons au Canada sont protégées
par un revêtement d'aluminium. |
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Les fenêtres et les portes en aluminium offrent une excellente
barrière thermique. |
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Recyclage
La valeur élevée intrinsèque de l’aluminium est bien sûr un incitatif puissant pour sa récupération et son recyclage sur les chantiers de démolition de bâtiment. En outre, l’aluminium peut être recyclé indéfiniment sans perdre de ses propriétés. Si on peut affirmer que l’aluminium, c’est de l’énergie stockée, c’est que l’énergie requise pour le recycler n’est que de 5% comparativement à l’énergie requise pour produire de l’aluminium primaire à partir de bauxite (95%).
Malgré la faible proportion des matériaux en aluminium par rapport à la masse totale des bâtiments, ceux-ci sont récupérés et recyclés en presque totalité. En effet, une étude du Delft University of Technology préparée pour le compte de l’Association européenne de l’aluminium en 2004 a permis de confirmer que sur un échantillon de six bâtiments commerciaux et résidentiels répartis dans six pays européens, ces taux de recyclage variaient entre 92 et 98%.
Bâtiments verts et analyse de cycle de vie
Aujourd’hui, l’efficacité énergétique est un des éléments clés pour évaluer le caractère durable des bâtiments. Les systèmes de certification volontaires ou obligatoires de bâtiment vert qui visent à évaluer l’empreinte environnementales et la performance énergétique des bâtiments se développent dans plusieurs pays à travers le monde, comme les normes LEED au Canada et aux États-Unis, la norme HQE en France et le Code for Sustainable Homes en Angleterre.
L’analyse de cycle de vie des bâtiments comporte plusieurs défis. Globalement, la conception d’un bâtiment, de même que le comportement de ses occupants auront le plus gros impact sur sa performance environnementales et énergétique. Un bâtiment typique possède quatre phases dans son cycle de vie: la construction, l’utilisation (comprenant le chauffage, l’éclairage et la climatisation), l’entretien et la disposition en fin de vie.
La phase « utilisation » d’un bâtiment est responsable de près des deux-tiers de ses besoins énergétiques, alors que l’entretien est responsable de près de 20%. Pour leur part, les travaux de construction et les matériaux sont responsables pour seulement 10%. Le choix du bon matériau au bon endroit est donc critique pour réduire au minium les besoins énergétiques du bâtiment au cours de toute de sa vie utile.
L'aluminium est un matériau clé pour répondre aux problématiques énergétiques dans les bâtiments. Des systèmes de façades intelligents utilisant l’aluminium peuvent permettre de réduire la consommation énergétique des bâtiments jusqu’à 80%. La principale caractéristique de ces bâtiments intelligents est leur interaction dynamique avec les conditions extérieures, ce qui réduit sensiblement la demande d'énergie pour le chauffage, la climatisation, la ventilation et l'éclairage. Ceci peut être réalisé grâce à de nombreuses techniques et des procédés comme des volets automatisés, des cellules photovoltaïques, des systèmes de vitrages intelligents, des systèmes de ventilation mécanismes de ventilation intelligent et lumière appropriée. Le rôle des surfaces vitrées dans la performance énergétique des bâtiments est donc une problématique complexe qui doit être modélisée à l'échelle du bâtiment, en tenant compte des besoins d'éclairage naturel et des performances thermiques.
Ponts en aluminium
Les ponts en aluminium ont été construits dès les années quarante en Amérique du nord et en Europe.
Les tabliers de pont en aluminium sont quatre-vingt pour cent plus légers que ceux fabriqués en béton, ce qui permet de les élargir et d’augmenter leur charge portante tout en évitant d’avoir à renforcer les points de support. L’aluminium offre des solutions de remplacement intéressantes pour les ponts d’intérêt historique, les ponts temporaires, et les ponts pour routes étroites.
Les tabliers de pont en aluminium ne rouillent pas, demandent très peu d’entretien et sont donc particulièrement adaptés à nos climats hivernaux capricieux où l’on doit utiliser fréquemment des sels de déglaçage. Au moment où l’on entre dans un cycle de remplacement de beaucoup d’infrastructures vieillissantes partout en Amérique du nord, l’aluminium offre des solutions de remplacement très intéressantes.
L’aluminium permet de réduire considérablement les délais de construction comparativement au béton, qui nécessite des coffrages et des temps de prise considérable. En effet, les composantes de systèmes de tabliers de pont en aluminium sont fabriquées et soudées en usine. En outre, les sections de tablier possèdent déjà le revêtement pour le roulement appliqué en usine pour accélérer la construction. Les sections de tablier de pont peuvent être installées plus rapidement que n’importe quel autre système, ce qui réduit les désagréments causés aux automobilistes.
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Le pont d’Arvida, qui enjambe la rivière Saguenay afin de relier les deux
parties de la ville de Jonquière, Québec, est le premier pont construit
entièrement en aluminium. Inauguré en 1950, ce pont à arche, le seul
au monde en aluminium, mesure 153,62 m de longueur mais ne pèse
que 163,29 tonnes. En comparaison, un pont d'acier de même dimension
aurait pesé environ 525 tonnes. |
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Pour en apprendre davantage sur les avantages d’utiliser l’aluminium, plusieurs sources d’information existent pour les professionnels de la construction et du bâtiment :
Information générale
Outil d’intégration des produits en aluminium et normes de construction LEED
Information détaillée sur le laminage, le filage, le thermo laquage et l’anodisation
Répertoire d’entreprises québécoises de transformation de l’aluminium
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