la terre crue, nouvelle alliée de la construction écologique · •présentation des procédés...

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

La terre crue, nouvelle alliée de

la construction écologique

Rencontre - Savoirs pour l’action

CGDD

21/03/19

Erwan Hamard

1

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Plan de la présentation

• Présentation des procédés de construction

• Aperçu historique de la construction en

terre

• Performances

• Impacts de la construction en terre crue

• Construire en terre aujourd’hui

• Conclusion

2

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

PRÉSENTATION DES PROCÉDÉS DE CONSTRUCTION

3

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Adobe

4

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Adobe

http://www.affordableadobe.com/

Maçonnerie de briques de terre crue

5

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Bauge

Chantier Robert Junalik

Chantier : Ghislain Maetz, Architecte : Amélie Le Paih, Vidéo : Sunmetron

6

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Bloc de Terre Comprimée (BTC)

Maçonneries de brique compactée7

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Pisé

Terre coffrée compactée

Vidéo : Régis Marlier

8

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Torchishttp://fermegessiene.canalblog.com

Terre de garnissage

9

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Enduits

Chantiers Triphine Duvauferrier

Enduits de protection

10

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Terre allégée

Réalisation et vidéo : Eco Pertica

11

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

APERÇU HISTORIQUE DE LA CONSTRUCTION EN TERRE

12

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Çatal Höyük-8

50

0

-35

00

47

6

14

92

17

89

Néolithique Antiquité Moyen Âge

Vue du site archéologique Reconstitution d’une habitation

13

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Ur

Ziggourat d’Ur

-85

00

-35

00

47

6

14

92

17

89

Néolithique Antiquité Moyen Âge

14

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Grande muraille-8

50

0

-35

00

47

6

14

92

17

89

Néolithique Antiquité Moyen Âge

15

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Mosquée de Djenné

Mosquée de Djennéconstruite en banco

-85

00

-35

00

47

6

14

92

17

89

Néolithique Antiquité Moyen Âge

16

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Chuxi tolou

Habitat fortifié en pisé

-85

00

-35

00

47

6

14

92

17

89

Néolithique Antiquité Moyen Âge

17

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Shibam-8

50

0

-35

00

47

6

14

92

17

89

Néolithique Antiquité Moyen Âge

Immeubles en adobes pouvant aller jusqu’à 8 étages (30 m) de haut

18

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Lyon

Photo Marc Marlier

-85

00

-35

00

47

6

14

92

17

89

Néolithique Antiquité Moyen Âge

Photo Emmanuel Mille

Photo Anne-Sophie Clémençon

Mur pignon de 20 m de haut

19

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Un patrimoine riche

• 1 million de logement en terre (Michel et Poudru, 1987)

• 15 % du patrimoine

(Lebas et al. 2007)

20

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Une famille devant sa bourrine (Vendée)

(Conservation Départementale des Musées de Vendée in Milcent

2004)

Un marqueur social

21

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Un patrimoine exemplaire

Grange en bauge (Noyal-sur-Vilaine)

Château en bauge (Vern-sur-Seiche)

(Bardel et Maillard 2009)

22

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Ferme en pisé (Montrevel-en-

Bresse)

Un souhait de modernité

23

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

La terre marque un temps d’arrêt

• Exode rural massif

• Développement du chemin de fer

• Désir de modernité

Abandon progressif de la terre crue

Perte des savoir-faire

24

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Renaissance de la terre crue

(Morel et Charef 2019)

25

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

PERFORMANCES

26

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Performance mécanique

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Terre Briquecreuse

Parpaing Bois Béton Roche

Co

ntr

ain

te à

la r

up

ture

(M

Pa)

27

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Sensibilité à l’eau

Evolution de la résistance à la compression avec la teneur en eau de 3 terres à pisé de la région Rhône Alpes (Champiré et al., 2015)

28

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Durabilité

Plus ancien bâtiment en bauge de Bretagne, daté de 1608, La Chapelle-Thouarault(Service de l'Inventaire du Patrimoine Culturel © Région Bretagne).

29

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Efficacité thermique terre crue - Hiver

Désert d’Atacama (Chili) (Morel, 2014)

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Heure de la journée

Jour d'hiver

Température extérieure

30

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Efficacité thermique terre crue - Hiver

Désert d’Atacama (Chili) (Morel, 2014)

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Heure de la journée

Jour d'hiver

Température extérieure Bois

31

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Efficacité thermique terre crue - Hiver

Désert d’Atacama (Chili) (Morel, 2014)

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Heure de la journée

Jour d'hiver

Température extérieure

Parpaing

Bois

32

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Efficacité thermique terre crue - Hiver

Désert d’Atacama (Chili) (Morel, 2014)

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Heure de la journée

Jour d'hiver

Température extérieure

Parpaing

Bois

Pisé

33

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Efficacité thermique terre crue - Eté

Désert d’Atacama (Chili) (Morel, 2014)

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Heure de la journée

Jour d'été

Température extérieure

34

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Efficacité thermique terre crue - Eté

Désert d’Atacama (Chili) (Morel, 2014)

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Heure de la journée

Jour d'été

Température extérieure Bois

35

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Efficacité thermique terre crue - Eté

Désert d’Atacama (Chili) (Morel, 2014)

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Heure de la journée

Jour d'été

Température extérieure

Parpaing

Bois

36

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Efficacité thermique terre crue - Eté

Désert d’Atacama (Chili) (Morel, 2014)

10

15

20

25

30

35

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Tem

pé

ratu

re (

°C)

Heure de la journée

Jour d'été

Température extérieureParpaingBoisPisé

37

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Conductivité thermique

Evolution de la conductivité thermique du pisé en fonction de la teneur en eau (Morel, 2014)

38

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Un matériau peu isolant

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8λ

(W.m

-1.K

-1)

Source : http://www.construction-conseil.fr/

39

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Une forte inertie thermique

Amortissement et déphasage thermique du pisé (Champiré et al., 2014)

40

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Changements de phase de l’eau

Effet des changements de phases de l’eau dans un mur en pisé (Champiré et al., 2014)

41

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Un confort reconnu par les habitants

Maison neuve en pisé non isolé, instrumentée (ENTPE), située en Isère, à 400 m d’altitude.

Consommation estimée à

20 kWh.m-2.an-1

→ BBC (15 – 50 kWh.m-2.an-1)

Chantier Nicolas Meunier

42

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

IMPACTS DE LA CONSTRUCTION EN TERRE CRUE

43

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Terres et pierres38%

BTP autre que terres et pierres

12%

Autre50%

(Llatas 2011)

Déchets de l’UE

44

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

25%

38%

19%

7%

4%

1%7%

Déchêts du BTP en Bretagne en 2012

Terres et matériaux meubles nonpollués réemployés

Terres et matériaux meubles nonpollués mis en décharge

Graves et matériaux rocheux

Déchets d'enrobés

Béton sans ferraille

Brique, tuile et céramiques

Mélanges de déchêts inertes

(Cellule économique de Bretagne)

Le principal déchet du BTP

45

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Une ressource disponible

Données:- AgroCampus Ouest- Service del’Inventaire du patrimoine culturel de la Région Bretagne

46

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Une ressource abondante

Stock de terre à

bauge en Bretagne :

• 6,8 109 m3

• 8,8 109 t

47

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Réemploi d’un déchet

650 000 t/an 6 500 logements/an

52%

Part de marché potentiel logement individuel Bretagne

Déchets

48

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Énergie en vie de service

Énergie grise

• Équipements et isolants plus performants mais à forte énergie grise

• Future RE avec prise en compte de l’énergie grise (label E+C-)

Économie d’énergie

49

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Procédés bas carbone

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

Bauge manuelle Baugemécanisée -

réseau

Baugemécanisée -

groupeélectrogène

Parpaing Terre cuite

Ch

ange

men

t cl

imat

iqu

e (k

g C

O2

eq

)

× 2

× 38

× 83

× 95

× 1

(Le Bouedec 2018)

50

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Fin de vie

• Renouvelable : matériau dont le renouvellement naturel est plus rapide que son utilisation

• Réversible : matériau réutilisable en construction tel quel à performance équivalente

• Recyclable : matériau réutilisable en construction après un traitement mécanique ou chimique.

• Valorisable : réutilisable avec des propriétés différentes.

51

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Intensité sociale

Indicateur Terre pailleParpaing + laine de

rocheMonomur

Energie grise 100% 160% 240%

CO2eq 100% 170% 180%

Intensité sociale 100% 30% 20%

Prix 100% 87% 120%

(Floissac et al. 2009)

Indicateur d’intensité sociale = nb heures de travail / énergie grise

52

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Économie circulaire

• Matériau local,

• Valorisation d’un déchet,

• Procédé bas carbone,

• Réversible en fin de vie,

• Forte intensité sociale.

La construction en terre dispose d’un fort potentiel d’intégration dans une logique d’économie circulaire

53

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

CONSTRUIRE EN TERRE AUJOURD’HUI

Chantier : Kevin McCabe

54

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

• Prix au m²:

• Mur parpaing + isolant + finition : 200 – 250 €/m²

• Mur brique creuse + enduits : 250 – 350 €/m²

• Mur en terre : 300 – 350 €/m²

Coûts

55

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Mécanisation et préfabrication sur chantier

Pisé Préfabriqué, Nicolas MeunierProjet Malaxterre

IFSTTAR, Collectif Terreux Armoricain, IAUR

- 20 à 30 %

56

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Innovation vs. Impact environnemental

(Van Damme et Houben 2017, adapté de Damineli et al. 2010)

Terre Crue57

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Une architecture moderne et adaptée

Clément Vergély Architectes

Réalisations : Nicolas Meunier

58

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Une filière mobilisée

• Règles Professionnelles enduits sur support composé de terre crue, liste verte C2P depuis 2013,

• Une offre de formation,

• Publication de Guides de Bonnes Pratiques en cours,

• Structuration d’une confédération nationale en cours,

• Montage d’un Projet National, étude d’opportunité validée fin 2018.

59

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Des besoins identifiés

• Production de connaissances pour répondre aux

contraintes assurantielles et réglementaires

(mécanique, hygrothermique, feu, sismique,

acoustique),

• Travail sur l’image du matériau,

• Analyse des impacts de la filière (économiques,

environnementaux, sanitaires, sociaux),

• Développer l’offre de formation.

60

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Conclusion

• Réemploi d’un déchet abondant et marché

potentiel important

• Excellente intégration dans une logique

d’économie circulaire

• Travailler sur l’image

• Maintenir les bénéfices environnementaux

du secteur

61

Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux

www.ifsttar.fr

Merci de votre attention

Erwan HAMARD

erwan.hamard@ifsttar.fr

IFSTTAR-MAST-GPEM

Site de Nantes

http://www.gpem.ifsttar.fr/

62