STEP2

Contexte
Le secteur de la construction est aujourd'hui confronté à des défis majeurs. La société et les marchés exigent des solutions durables en temps utile. Le bâtiment modulaire de recherche et d'innovation NEST de l'Empa a été créé pour accélérer l'entrée de telles solutions sur le marché. STEP2 est un bâtiment de recherche et d'innovation précurseur au sein du NEST, qui se concentre sur le développement et la démonstration de technologies pour une construction durable et économe en ressources. En collaboration avec des partenaires industriels de premier plan, ce projet a permis de passer du développement à la pratique. L'objectif du projet était de développer des solutions qui ont non seulement le potentiel théorique de minimiser l'empreinte écologique du secteur de la construction, mais qui offrent également de réelles opportunités de marché évolutives.

Entwurf
La durabilité et l'esthétique ne doivent pas être contradictoires – tout ce que nous concevons doit allier les deux. Ce défi ouvre en même temps la possibilité de développer une nouvelle architecture tournée vers l'avenir. Nos projets misent sur l'innovation technologique afin de créer une valeur ajoutée pour les utilisateurs et la société.
Le concept de développement architectural intégré a permis d'adopter une approche de cocréation ouverte, dans laquelle toutes les disciplines ont été impliquées dès le début du processus de développement et de planification. Le bâtiment a été conçu comme un système dans lequel les différentes innovations se complètent mutuellement et contribuent ensemble à un résultat encore plus durable. Le résultat: des solutions systémiques qui fournissent différentes contributions partielles et individuelles pour répondre aux exigences fonctionnelles et architecturales d'un bâtiment durable.

Innovations
L'un des éléments centraux de STEP2 est le plafond en béton à la structure et aux matériaux optimisés, qui réduit les émissions de CO₂ d'au moins 50% par rapport aux plafonds plats conventionnels. Ce plafond a été développé en utilisant des méthodes de planification numérique et des coffrages imprimés en 3D, ce qui a permis d'éviter les déchets de matériaux et de réduire considérablement l'utilisation de matériaux. De plus, le plafond contient des cavités acoustiques remplies d'une mousse acoustique à base d'argile afin de garantir une acoustique agréable dans la pièce. Il sert également de masse d'accumulation thermique qui aide à réguler la température de la pièce et à minimiser ainsi les besoins en énergie de chauffage et de refroidissement.
L'escalier en béton innovant Cadenza est un autre exemple de construction respectueuse des ressources. L'escalier est basé sur les recherches de la chaire «Digital Building Technologies» de l'ETH et a été conçu en collaboration avec celle-ci. Grâce à l'utilisation d'un béton très performant et à une optimisation structurelle, l'utilisation de matériaux a pu être réduite au minimum. L'escalier ne comporte que 16 marches, fabriquées à l'aide d'un coffrage réutilisable imprimé en 3D et d'une épaisseur inférieure à 20 millimètres. Cette méthode de fabrication permet non seulement d'économiser des matériaux, mais aussi de les démonter et de les réutiliser facilement, ce qui augmente encore la flexibilité et la durabilité de l'ouvrage.
Le concept énergétique et climatique de STEP2 est basé sur des systèmes passifs qui minimisent la nécessité de recourir à des systèmes actifs de climatisation et de chauffage. La façade adaptative, équipée d'un système d'ombrage intégré et d'une ventilation naturelle contrôlée, joue un rôle central. Cette façade permet de réguler de manière optimale le climat intérieur en contrôlant le renouvellement de l'air en fonction des besoins, tout en maximisant l'efficacité énergétique du bâtiment. Le concept énergétique est complété par des panneaux photovoltaïques, tant en façade que sur les toits, ce qui permet d'obtenir un bilan énergétique positif dans l'entreprise.
Un autre élément important du concept énergétique est l'utilisation de la masse d'accumulation thermique par le plafond en béton, qui absorbe la chaleur excédentaire et la restitue à la pièce en cas de besoin. De cette manière, le besoin de dépenses énergétiques pour le chauffage et le refroidissement est réduit de manière significative. Ces technologies permettent non seulement de réduire les émissions de CO₂, mais contribuent également à réduire les coûts d'exploitation du bâtiment.
Lors de la matérialisation, l'accent a été mis sur l'utilisation de l'upcycling afin de transformer les déchets en matériaux de construction performants et de haute qualité. Ainsi, à l'intérieur du bâtiment, de nouveaux matériaux sont utilisés pour les panneaux muraux à partir de déchets de gobelets en papier recyclés et pour les revêtements de sol à partir de déchets textiles. Dans la cuisine, on utilise des panneaux fabriqués à partir d'écorces de grains de café industriels compressés, tandis que dans d'autres zones, on utilise de grands carreaux en plastique marin recyclé de la mer Baltique. L'utilisation de déchets disponibles en grandes quantités contribue non seulement à la réduction des déchets, mais diminue également le besoin de nouvelles matières premières. Ces matériaux sont traités avec des liants innovants à base d'eau de BASF, qui nécessitent peu d'énergie grise et gèrent bien les impuretés présentes dans les déchets.

Bilan
L'ouvrage STEP2, désormais achevé, démontre de manière impressionnante la performance des technologies de construction modernes. Le facteur de réussite décisif n'est toutefois pas de nature technique, mais la méthodologie de planification ouverte et interdisciplinaire avec l'objectif clair de développer des solutions de système révolutionnaires et commercialisables. Ce n'est que grâce à cette étroite collaboration entre le client, les planificateurs et les partenaires industriels, dès le début du projet, qu'il a été possible de combiner efficacement et en synergie les nouveaux matériaux, les outils de planification modernes et les offres technologiques durables et de les traduire dans une architecture contemporaine, apportant ainsi une contribution positive et à long terme à la durabilité dans le secteur de la construction.
Le projet servira de bureau et d'environnement de travail à l'équipe Scouting & Academic Collaborations de BASF, partenaire du projet, dans les années à venir, soulignant ainsi l'ambition de ne pas être une simple exposition technologique, mais un immeuble de bureaux de haute qualité utilisable sans restriction.
La particularité de ce projet de construction était que le client et les partenaires industriels jouaient un rôle prépondérant dans le développement du projet. Le contenu technologique et les solutions systémiques de l'unité ont été développés et validés en collaboration avec l'équipe de planification. Pendant les quelque six années qu'a duré le projet, un grand nombre d'objets innovants ont été envisagés en vue d'une utilisation. Nombre de ces solutions ont été abandonnées pendant la phase de planification, d'autres ont été développées de manière cohérente tout au long de la chaîne de création de valeur et sont maintenant utilisées en situation réelle dans STEP2.

Le projet de ROK, Rippmann Oesterle Knauss a été soumis pour le Swiss Arc Award 2025 et publié par Elisa Schreiner. La version française a été revue par Dane Tritz.