Comment ça marche

Accélérer la transition mondiale vers un habitat durable et accessible. Telle est la mission de Leko.

C'est dans cet objectif que nos équipes ont mis au point un tout nouveau système constructif bois à lames structurelles et fonctionnelles croisées permettant de bâtir des bâtiments 3X plus résistant et 3X plus isolant. Une nouvelle façon de bâtir, plus responsable, plus durable et plus rentable.

Les systèmes actuels

Ils existent divers types de systèmes constructifs, pour ne citer que les principaux : l’ossature bois (MOB), le bois lamellé croisé collé (CLT) ou non-collé (MHM).

La MOB est principalement utilisée dans l’habitat individuel. Elle trouve ses origines au Moyen-Age avec la technique des maisons à colombage. C’est un système composé de lisses encadrant des montants entre lesquelles s’insère un isolant, assurant une bonne isolation thermique. Sur le plan mécanique, l’ossature est fixée à chant et nécessite l’ajout d'un voile travaillant (panneaux OSB) pour assurer le contreventement. L’assemblage se fait par des pointes qui travaillent en cisaillement. Malgré l’évolution des procédés de fabrication, l’automatisation du processus reste partielle et la fabrication des caissons préfabriqués reste principalement artisanale. L’utilisation abusive de colle (panneaux OSB) et sa faible résistance mécanique (souplesse des pointes en cisaillement) condamne le système pour son utilisation dans les nouveaux bâtiments bois multi-étages à faible empreinte carbone et haut niveau de confort.

Mise au point par l’ingénieur français Pierre Gauthier en 1947, la technologie du bois lamellé contre-croisé ou Cross-Laminated Timber est composée de plis de bois massifs collés et croisés à 90°. Le CLT dispose d'une grande résistance mécanique, apportant ainsi une solution en matière de construction multi-étages en bois. Ces panneaux structurels pleins fabriqués hors-site doivent cependant ensuite recevoir sur site une sur-isolation importante consommatrice de temps et d'espace habitable. Les variantes sans colle de ces panneaux porteurs, Massiv Holz Mauer, sont intéressants, mais à l’image du CLT sont fortement consommateurs de bois pour des performances mécaniques qui ne sont pas toujours à la hauteur.

De façon plus générale, une comparaison des différents systèmes de construction a mis en évidence la nécessité d'inventer quelque chose de nouveau, capable de répondre aux problématiques actuelles et futures.

Leko apporte une solution compétitive et performante

Leko propose une nouvelle approche intégrée du bois lamellé-croisé CLT, que certains appellent CLTi ou CLT isolé. Un système constructif 2-en-1 composé de couches de lames de bois et d'isolant croisées et assemblées à 90°. Le résultat est un panneau multi-plis aminci, structurel et fonctionnel (isolant, acoustique, etc).

Leko a fait le choix du bois feuillus, plus dense et plus résistant pour apporter une excellente stabilité mécanique. Les résultats sont sans appel : 3x plus résistant que l'ossature bois. Afin d'assurer un maintien durable, dans le temps et d'un point de vue environnemental, les chercheurs de Leko se sont appuyés sur des travaux de recherche disponibles dans le domaine public (1). Il s'agit de mobiliser l’interface entre deux bois sans utiliser de colle par la création d’obstacle sur les surfaces en contact par usinage de la matière. L'assemblage ainsi créé permet de bloquer le mouvement des lames structurelles dans le plan de leur interface, et quatre vis viennent pré-contraindre dans la direction perpendiculaire au plan.

L'isolation de l'ossature bois, la solidité du CLT, le tout sans colle dans les assemblages. Le système constructif à lames structurelles et fonctionnelles croisées développée par Leko offre aux architectes, constructeurs et promoteurs un moyen rapide et rentable de créer des bâtiments éconergétiques sur-mesure.

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Interfaces picotée

Le principe du picot est de créer un obstacle pour transmettre les efforts mécaniques par l’intermédiaire de l’interface entre les lames. La forme du picot résulte d’un travail d’optimisation de l’obstacle afin de mobiliser autant que possible l’interface de contact entre les lames. Cela permet d’augmenter la raideur de l’assemblage tout en restant industriellement réalisable. Leko a choisi un picot sous forme de dent de section triangulaire, usinée sur la longueur de la lame de bois, cette dent présentant une base carrée aux endroits « picotés » grâce à un usinage par le côté transversal de la lame.

Picots

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Assemblage de lames croisées

L’assemblage par picots de lames croisées est un assemblage mécanique démontable grâce à l’absence de colle, tout en étant très rigide. Le picot de la première lame s’insère entre deux rainures de la seconde lame, bloquant ainsi le déplacement dans cette direction. Le nombre de picots, leurs orientations et leurs répartitions sur l’interface de contact entre les lames déterminent la résistance de l’assemblage.

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Strato Conception

L’assemblage de bois croisés permet de constituer des « plis » (autrement appelés couches). Les plis successifs sont empilés perpendiculairement les uns par rapport aux autres, comme dans le système CLT. Toutefois, à la différence du CLT, l’ossature n’est pas pleine pour permettre d’intercaler des isolants entre les lames des plis. Ce système permet de monter des panneaux structuraux et isolants, le tout en strato-conception, c’est-à-dire couche après couche. Avec des algorithmes d’automatisation et une logistique anticipative appropriés, il est ainsi possible de robotiser le montage. Le bois atteint ainsi le stade de l’industrie 4.0.

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Épaisseur optimisée de 40%

Composé de 3 à 10 plis selon son utilisation (mur intérieur ou extérieur), le panneau à lames croisées assure à la fois un rôle structurel et fonctionnel. Ce panneau performant 2-en-1 remplit non seulement une fonction mécanique (descente de charges et contreventement dans la structure) mais également de multiples autres fonctions (thermique, acoustique, pare-feu, etc.). Cette conception intégrée suit les préceptes « Integrative Design » du Rocky Mountain Institute visant à faire baisser le coût des bâtiments efficients en repensant leur mode de construction.

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Structure Leko®

Le système constructif Leko est un système LENOZ Ready innovant en bois, préfabriqué off-site dans les usines Leko et optimisé pour l’assemblage on-site. La technologie Leko permet de construire des maisons et résidences à très haute performance énergétique et très faible empreinte carbone. Les murs Leko sont 3X plus résistants qu’un mur en ossature bois (MOB), 3X plus isolants qu’un mur à lamelles croisées collées (CLT) et 25 à 40% plus fin qu’un mur conventionnel (par exemple un mur type NZEB-AAA).

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Principe de fonctionnement de l'assemblage

L’assemblage par picots est un assemblage mécanique, c’est-à-dire que c’est la géométrie des différents composants qui permet la transmission des efforts par contact. Ainsi, la direction des différentes rainures longitudinales et transversales permet de définir le blocage d’un certain nombre de degrés de liberté. L’assemblage se faisant dans le plan de l’interface, le nombre maximum de degrés de liberté sur lesquelles l’assemblage peut agir est trois : deux translations (Tx, Ty) et une rotation (Mz).

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Ainsi, bloquer ces 3 DDL, permet de faire travailler le système dans les deux directions et donc l’utiliser en contreventement comme un panneau de CLT par exemple. L’usinage des rainures à 90° l’une de l’autre nous permet trois grands cas de figures.

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Matière première locale, abondante et sous-valorisée

La nouvelle technologie en bois croisés Leko, vise à transformer une ressource aujourd’hui abondante et gaspillée, celle du Bois Énergie (BE), qui part en fumée. Ce gisement d’or vert est issu des coupes d’éclaircies des bois de feuillus nécessaires pour permettre un accroissement pérenne de la forêt. Ces coupes représentent à elles seules près de 20% de la récolte en Grande Région chaque année, soit 2 millions de m3, autant de bois pour construire 10 000 maisons chaque année (5 millions de m2 de murs Leko). L’accroissement annuel de la forêt étant supérieur à la récolte.

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1. GIRARDON S., “Amélioration des performances mécaniques des assemblages bois sur bois vissés par préparation des interfaces”, Thèse de doctorat de l’Université de Lorraine, 285 pages, (2014).

2. https://www.rmi.org/insights/reinventing-fire/reinventing-fire-buildings/