La réversibilité spatiale définit la capacité d'un bâtiment à être adapté et transformé pour mieux répondre aux changements sociétaux et fonctionnels sans provoquer de grands travaux de reconstruction, de démolition, de production de déchets et de perte de matériaux. Elle vise à prolonger la durée de vie du bâtiment. Plus l'effort nécessaire à la transformation d'un bâtiment est faible et au plus de scénarios d’utilisation sont prévus pour le maintenir en service pendant une période prolongée, plus la réversibilité spatiale également appelé capacité de transformation est élevée.
Le terme ‘réversibilité technique’ et les indicateurs associés sont le fruit du travail du Dr Elma Durmisevic et ont été développés dans le cadre du projet européen H2020 BAMB.
La capacité de transformation indique dans quelle mesure les caractéristiques fonctionnelles, techniques et physiques d'un bâtiment et de ses parties peuvent être modifiées. Et ce, bien sûr, sans causer trop de dommages ni générer de déchets de construction. En outre, la capacité de transformation désigne également l'aptitude d'un bâtiment à remplir différentes fonctions.
Sur la base de cette capacité de transformation, nous pouvons distinguer trois types de constructions : les constructions monofonctionnelles, multifonctionnelles et transformables :
- Les constructions monofonctionnelles permettent uniquement des adaptations spatiales limitées à une même fonction. Par exemple, une conception qui intègre un cloisonnement et l’usage multiple de l'espace, permettra de diviser un bureau paysager ou une grande salle de réunion en bureaux séparés. Un autre exemple est celui d'un immeuble d'appartements adapté pour devenir une résidence accessible aux fauteuils roulants avec des appartements-service. Tout cela, bien sûr, sans aucune intervention architecturale de grande envergure.
- Dans le cas de constructions multifonctionnelles, les bâtiments et/ou les espaces peuvent recevoir une fonction différente grâce au cloisonnement, à l’usage multiple de l’espace et à l’adaptabilité fonctionnelle. C’est le cas, par exemple, d’un espace de bureaux qui peut être transformé en logements ou en salles de classes sans trop de travaux structurels.
- Les constructions transformables ouvrent la porte à des configurations spatiales variées et permettent non seulement de donner aux bâtiments et/ou aux espaces une fonction différente, mais également d’agrandir, de réduire voire de déplacer ceux-ci. Ainsi, par exemple, un bâtiment transformable peut être rehaussé afin de faire de plusieurs petits bureaux de vastes logements.
Il est important d'anticiper :
- les évolutions d'usages et d'occupations futures du bâtiment ;
- les extensions potentielles.
Pour cela, il est conseillé de développer différents scénarios d'utilisation du bâtiment dès la programmation et la première esquisse, et d’opter pour un concept structurel qui permet différents types d'utilisation de l'espace (type plan libre).
De nombreux paramètres de conception ont une incidence sur la réversibilité spatiale : la typologie du bâtiment, ses dimensions, la position et l'espacement des noyaux fixes, le type de structure porteuse, le mode constructif, la hauteur de plancher à plafond, les ouvertures des fenêtres ...
La combinaison entre différents paramètres peut clairement jouer un rôle crucial, par exemple en ce qui concerne la proportion d’accès à la lumière naturelle qui est définie entre autres par la typologie, la profondeur du bâtiment, la hauteur d’étage et la dimensions des ouvertures des fenêtres.
Les paramètres de conception peuvent être regroupés en quatre indicateurs de la réversibilité spatiale. Il faut:
- prévoir une dimension suffisante aussi bien au niveau du bâtiment, des espaces que des hauteurs sous-plafond ;
- réfléchir à la position des éléments fixes du projet ;
- tenir compte du futur désassemblage des éléments du projet ;
- considérer les capacités porteuses et techniques des futurs projets.
Ces paramètres de conception sont décrit plus en détail ci-dessous et résumés dans la Check-list Conception Réversible
Dimensions
La conception d'un bâtiment ayant une grande capacité de transformation et de réversibilité spatiale commence par le choix de dimensions compatibles avec la typologie de bâtiment choisie et les scénarios d’utilisation prédéfinis.
Pour s'accommoder autant que possible aux changements fonctionnels, il convient de :
-
Adapter les dimensions du bâtiment (hauteur, profondeur, largeur), ainsi que la typologie du bâtiment aux scénarios d’utilisation;
- Les dimensions du bâtiment (hauteur, profondeur, largeur), doivent être suffisamment importantes et prendre en compte le confort visuel au moyen de la lumière naturelle pour permettre des utilisations différentes de l'espace à l'avenir. Les dimensions d'un bâtiment sont déterminantes pour les dimensions des unités dont il est composé ainsi que pour la qualité spatiale par rapport aux fonctions initiales et futures.
Typologie et profondeur du bâtiment
Télécharger l'outil de dimensionnement ainsi que son manuel d'utilisation (fr) - prévoir les dimensions des espaces / pièces suffisantes (pour permettre l'adaptation, division et réorganisation des espaces) ;
-
prévoir un rapport profondeur du bâtiment / hauteur sous plafond suffisant (accès à la lumière naturelle) ;
- Profondeur du bâtiment et rapport avec la hauteur sous plafond et la taille des baies : ce point est important pour l’apport de lumière naturelle. Plus le bâtiment est profond et plus les ouvertures des fenêtres et la hauteur sous plafond sont réduites, plus petite est la proportion de surfaces au sol est éclairée naturellement. Bien entendu, cela réduit également les possibilités fonctionnelles et le potentiel de transformation. Les concepteurs peuvent donc optimiser l’organisation des espaces et l’apport de lumière naturelle en prenant en compte la profondeur du bâtiment, la hauteur sous plafond et la taille des baies.
- Profondeur du bâtiment et rapport avec la hauteur sous plafond et la taille des baies : ce point est important pour l’apport de lumière naturelle. Plus le bâtiment est profond et plus les ouvertures des fenêtres et la hauteur sous plafond sont réduites, plus petite est la proportion de surfaces au sol est éclairée naturellement. Bien entendu, cela réduit également les possibilités fonctionnelles et le potentiel de transformation. Les concepteurs peuvent donc optimiser l’organisation des espaces et l’apport de lumière naturelle en prenant en compte la profondeur du bâtiment, la hauteur sous plafond et la taille des baies.
- prévoir une hauteur suffisante à tous les étages :
-
Hauteur sous plafond idéale ≥ 3,3m ;
- La hauteur sous-plafond est un paramètre important ayant un impact, entre autres, sur la qualité de l’espace, l’apport de lumière naturelle et la flexibilité spatiale et fonctionnelle. Dans les logements, la hauteur sous-plafond est généralement plus faible que dans les bureaux ou les écoles, où un espace plus important est nécessaire pour les techniques HVAC (par exemple, les gaines de ventilation).
Hauteur sous plafond minimum par fonction et par étage
Dimensionnement de l'espace utile les gaines horizontales
-
Exemple de dimension de dalle à dalle (en fonction de la structure porteuse)
- La hauteur sous-plafond dépend donc également de la hauteur de plancher à plancher. La hauteur de plancher à plancher tient compte non seulement de la hauteur sous-plafond, mais aussi de l'épaisseur du plancher et de l'espace nécessaire aux techniques. Ces dernières peuvent être intégrées dans des faux plafonds ou des planchers surélevés, de sorte qu'elles restent facilement accessibles et peuvent être étendues, adaptées ou remplacées. Le mode constructif joue également un rôle important. Dans le cas d'une structure poteaux-poutres, par exemple, les techniques peuvent également être intégrées dans des espaces spécifiques entre les poutres structurelles. De cette manière, la hauteur entre plancher peut être réduite, pour une même hauteur sous plafond. Dans les bâtiments à forte capacité de transformation, la hauteur entre planchers doit être suffisamment importante.
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- prévoir des dimensions de fenêtre suffisantes (accès à la lumière naturelle) ;
-
éviter les éléments structurels trop rapprochés ;
Analyse d'une trame structurelle sur base des différentes fonctions
-
prévoir la distance adaptée par rapport aux noyaux fixes ;
- La distance aux et entre les noyaux fixes, tels que les colonnes, les escaliers, les cages d'ascenseur et les gaines techniques, a également un impact sur les dimensions des espaces et donc sur la réversibilité spatiale et la capacité de transformation. De plus, selon la fonction et le nombre d'utilisateurs, les normes varient en ce qui concerne le nombre de zones de circulation. Pour satisfaire aux normes de sécurité incendie, il est également important de respecter la distance maximale à parcourir par rapport aux voies d'évacuation.
Chemins d'évacuation
Attention : se référer à la législation incendie.
-
prévoir des dimensions des zones de circulation adaptées aux scénarios d’utilisation prédéfini ;
- Les dimensions des portes, les couloirs, cages d'escalier, cages d'ascenseur doivent être suffisantes pour augmentent la qualité spatiale et les changements de fonctions futures. Il est important de faire correspondre ces dimensions aux exigences de chaque fonction et utilisation anticipée. Par exemple, il peut être intéressant de rendre dès le départ un logement accessible aux fauteuils roulants, en prévoyant une largeur de porte et de couloir suffisante.
Dimensionnement des circulation verticale sur base des exigences réglementaire
Largeur utile théorique totale : la largeur utile théorique totale bt (m) des dégagements d'un compartiment ou un ensemble de compartiments est déterminée par la relation
bt = (np)max x a
où
- np : désigne le nombre de personnes susceptibles d'emprunter ces dégagements à partir d'un compartiment quelconque;
- (np)max : est la valeur maximale de np tenant compte de tous les compartiments, sur un même niveau, desservis par ces dégagements.
- a : dépend du type de dégagement considéré et vaut :
- 0,01 m pour les chemins d'évacuation, portes, coursives et rampes d'accès;
- 0,0125 m pour les escaliers descendant vers les sorties;
- 0,02 m pour les escaliers montant vers les sorties.
Arrêté royal du 7 juillet 1994 fixant les normes de base en matière de prévention contre l’incendie et l’explosion, auxquelles les bâtiments […] doivent satisfaire p.20
Dimensionnement des circulation verticale sur base des exigences réglementaire, par fonctions
En résumé, lors de la conception d'un bâtiment transformable, les concepteurs peuvent augmenter considérablement la capacité de transformation des bâtiments en optimisant les dimensions et la structure du bâtiment, impactant la compatibilité des organisations et fonctions spatiales.
*** Voir étude de cas sur transformation de bureau en logement ***
Position
Le regroupement des éléments des noyaux fixes (structure porteuse ; zones de circulation: cage d'escalier, ascenseurs ; les techniques : aussi bien les locaux techniques que les gaines techniques verticales : la distribution de l'électricité, l'éclairage, la ventilation...) du bâtiment est essentiel pour minimiser le nombre de parties fixes du bâtiment qui pourraient constituer une barrière lors de la transformation. Pour répondre aux différentes fonctions futures (utilisation flexible de l'espace), il est important de :
-
prévoir un concept structurel qui soutient différents types d'utilisations (idéalement en plan libre) ;
- Par exemple, une structure de poteaux-poutres offre beaucoup plus de flexibilité spatiale que des murs intérieurs structurels, qui rendent la réalisation de grands espaces ouverts presque impossible.
-
regrouper les points structurels, gaines techniques etc. (limiter le nombre de points fixes différents) ;
-
positionner les éléments fixes suivant une trame ;
-
Il est important de regrouper autant que possible les éléments fixes sur la base d'une trame. Plus ils sont regroupés, moins ils sont susceptibles d’entraver toute transformation. De cette façon, les concepteurs peuvent limiter le nombre de noyaux fixes et favoriser davantage la flexibilité spatiale.La conception de l’immeuble Solid 1 & 2 à Amsterdam, par exemple, permet grâce à la position de noyaux fixes une flexibilité des espaces intérieurs. Les cages d’escaliers et d’ascenseurs ainsi que les gaines techniques sont regroupées et les murs intérieurs ne sont pas porteurs, de sorte que les unités peuvent être combinées et subdivisées librement. Les unités sont vendues vides et l'acheteur peut transformer l'espace en appartement, en chambre d'hôtel, en bureau ou autre.
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-
position des noyaux de circulation verticaux
Différents positionnements des noyaux fixes sont envisageables. Il est important de définir la position qui permet la plus grande réversibilité spatiale en fonction des scénarios d'utilisation et de la conception structurelle.
Position des noyaux de circulation
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positionner des gaines techniques verticales Position des noyaux techniques
-
positionner les gaines techniques horizontales (centrale, périphérique , off - center).
Position des gaines techniques horizontale
Position réseau de ventilation
Désassemblage
Cet indicateur analyse la décomposition fonctionnelle au niveau des différents éléments du bâtiment et s'il est possible de démonter la façade, le plancher, le toit, les cloisons et les services indépendamment les uns des autres pendant le processus de transformation sans affecter les autres parties fonctionnelles du bâtiment.
Au niveau de la réversibilité spatiale, le concept de stratification joue un rôle primordial : il convient d’organiser les éléments et composants d’un bâtiment en fonction de leur fin de vie en « couches » soumises à différents rythmes de changement. L’application de ce concept fait en sorte qu’un ensemble de composants ayant une durée de vie plus courte soit indépendant et plus accessible qu’une couche avec des composants ayant une durée de vie plus longue. Ceci permet entre autres de pouvoir entretenir, réparer, remplacer, adapter les couches ayant une durée de vie plus courte ou étant plus rapidement soumises à une adaptation lors de changements d’utilisation ou de fonction.
Comme repris dans l’illustration de Brand, les aménagements spatiaux et les techniques sont les plus susceptibles d’être modifiés. Il est donc d’une part nécessaire de faciliter l’accessibilité aux techniques afin de permettre leurs entretiens et adaptations sans créer de déchets suite à l’endommagement d’éléments ou composants adjacents. Le regroupement des techniques est également important pour faciliter cette accessibilité et limiter les démontages.
D’autre part, la possibilité de démontage et déplacement de parois intérieures joue également un rôle important pour faciliter l’adaptation de l’aménagement intérieur.
L’interchangeabilité des éléments et composants ainsi que leur démontage sont des paramètres de conception cruciaux pour soutenir l’adaptation des techniques et de l’aménagement spatial.
En ce qui concerne l’indépendance des ‘couches’ fonctionnelles, il est par exemple avantageux de pouvoir démonter et déplacer des cloisons sans devoir remplacer les techniques. Pensons par exemple à l'agrandissement d'une salle de bain pour la rendre accessible aux personnes en fauteuil roulant.
Vue d'ensemble des principales ‘couches’ fonctionnelles d'un bâtiment, dont chacune a une durée de vie différente. Il est important de les organiser de façon indépendante, afin qu'elles puissent être démontées à l'avenir sans affecter les autres ‘couches’ fonctionnelles du bâtiment
En ce qui concerne l’accessibilité, par exemple, les câbles électriques qui sont disqués et bétonnés dans la maçonnerie permettent moins facilement de déplacer câbles, prises et interrupteurs qu’un système de parois démontables créant une gaine technique. Ces derniers sont plus facilement accessibles en retirant un ou plusieurs panneaux de finition. C’est aussi vrai pour un plafond suspendu, dont les panneaux peuvent être facilement retirés pour nettoyer les gaines de ventilation, ou pour une trappe de visite sous une baignoire.
Capacité
La réversibilité spatiale et la capacité de transformation dépendent également de la capacité de sa structure, de ses noyaux de circulation et de ses installations techniques à répondre à des scénarios d'utilisation changeants. En ce qui concerne la capacité de la structure porteuse, celle-ci peut être conçue pour permettre dans le futur une extension verticale ou horizontale mais également une reconversion vers une fonction nécessitant une résistance structurelle plus élevée. Il faut donc envisager pour les usages futurs :
-
la capacité de la structure porteuse (y compris dalle de sol) à accommoder des changements de fonctions ;
- Bon à savoir : la capacité portante des planchers est de 2 kN/m² dans les logements, de 3,5 kN/m² dans les bureaux et de 5 kN/m² dans les bâtiments publics. Les éléments porteurs verticaux et les noyaux de circulation peuvent également être prévus pour s'adapter à d'éventuelles extensions horizontales ou verticales et à des changements de forme. Autrement dit : si l'on veut augmenter la capacité de transformation d'un bâtiment, il peut être intéressant de sur-dimensionner la structure porteuse et les noyaux de circulation sur base des scénarios d’utilisation.
- la capacité de la structure porteuse en relation avec une extension horizontale ;
- la capacité de la structure porteuse en relation avec une extension verticale ;
-
la capacité de la distribution verticale des techniques ;
- Dans une conception réversible, il est important de prévoir l'espace nécessaire à l'intégration de nouvelles techniques. Les gaines techniques peuvent par exemple, être conçue en prévoyant suffisamment de capacité en termes d’espace pour, dans le futur, augmenter la section des conduits, ajouter des installations supplémentaires ou permettre des solutions techniques innovantes. Il est néanmoins important de nuancer : le surdimensionnement des installations techniques elles-mêmes en vue d'une éventuelle transformation future n'est pas encouragée. Il est préférable de procéder à des ajouts ultérieurs à l'aide de modules, de conduites d'attente ou de gaines surdimensionnées.
-
la capacité verticale des noyaux de circulation.
- En lien avec le dimensionnement des noyaux fixes, la capacité des circulations verticales comme les cages d’escalier et d’ascenseur doit être dimensionnée pour permettre de répondre aux exigences correspondant aux différentes fonctions envisagées dans les scénarios d’utilisation.
La structure porteuse de ce bâtiment est conçue pour permettre différentes typologies résidentielles et différentes fonctions. Les parties structurelles fixes sont réduites au minimum. En plus de la gaine technique regroupée avec les circulations dans un noyau fixe central, un espace est prévu pour les conduites entre les doubles colonnes afin de permettre différentes compositions de plan. Les traits en rouge sur le second plan d’étage symbolisent les parois de séparation possibles. Cet exemple illustre donc bien à la fois la réflexion sur la capacité, mais également celle sur le positionnement des noyaux fixes.
- En lien avec le dimensionnement des noyaux fixes, la capacité des circulations verticales comme les cages d’escalier et d’ascenseur doit être dimensionnée pour permettre de répondre aux exigences correspondant aux différentes fonctions envisagées dans les scénarios d’utilisation.
Attention : la conception de bâtiments transformables ne privilégie pas la surcapacité de l'ensemble des services (surdimensionnement) pour une utilisation future potentielle, mais est en faveur d'ajouts futurs de modules d'extension. Cela signifie que d'éventuels ajouts modulaires (notamment structurels) d'installations devraient être possibles.
Pour en savoir plus sur une évaluation quantitative de la réversibilité spatiale voir dispositif | Outil de réversibilité
Autres points d'attention
En complément à la réversibilité spatiale, il est aussi nécessaire de prévoir une réversibilité techniquedes éléments, composants, produits et matériaux qui sont mis en œuvre dans le bâtiment. Bien que les assemblages et les connexions réversibles jouent un rôle important par rapport au démontage, la réversibilité technique inclut également des aspects concernant la façon dont les différentes parties du bâtiment sont organisées et reliées. Pour pouvoir réaliser les exigences présentées ci-dessus, ces aspects sont essentiels afin de ne pas affecter, ni endommager, les parties adjacentes lors du démontage. Deux paramètres de conception jouent ici un rôle important :
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l'indépendance ;L'indépendance : concevoir les différentes parties du bâtiment de manière à pouvoir retirer ou mettre à jour certaines parties sans affecter les performances des autres parties connectées
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l'interchangeabilité d'éléments variables.L'interchangeabilité : concevoir les différentes parties du bâtiment de manière à pouvoir les remplacer par d’autres éléments, composants ou matériaux, tout en permettant le réemploi des parties démontées.
Concevoir les éléments qui sont les plus amenés à être déplacés, adaptés ou transformés de telle façon qu'ils puissent être facilement remplacés. Il est pour cela par exemple important de systématiser les dimensions et les systèmes de connexion pour qu'une interchangeabilité des éléments de parois, de façade ou autre dans différentes parties du bâtiment soient possibles. Sur ce point, l'économie circulaire passe donc par une rationalisation des méthodes de construction.
Exemple Rue Stuckens
La flexibilité de la construction débute lors du choix d'une implantation appropriée : une bonne accessibilité des magasins, la présence de transports en commun, etc.
Dans cet exemple, l'espace au niveau des caves est utilisé pour y installer un bureau. Le rez-de-chaussée et le premier étage seront occupés par un couple. Les locaux au-dessus peuvent être loués.
Cette configuration permet une occupation optimale du bâtiment. Si la famille s'étend, les pièces louées peuvent être réappropriées progressivement. Plus tard encore, ce logement peut parfaitement être adaptable à un mode de cohabitation "kangourou", un jeune couple et un couple plus âgé se partageant alors les espaces.
Il est important, dès la conception, d'équiper chaque module de vie de ses propres sanitaires et d'une cuisine. L'impact écologique d'un habitat choisi pour la durée d'une vie entière est nettement plus faible que lorsqu'on change de bâtiment à chaque phase de l'existence. En effet, une nouvelle habitation implique généralement le réaménagement des espaces en fonction des besoins, ce qui entraîne souvent des travaux de démolition et l'utilisation de nouveaux matériaux.
Retrouvez d'autres exemples dans nos études de cas :
