rapport analyse des caractéristiques des systèmes constructifs non

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Analyse des caractéristiques des systèmes constructifs non industrialisés

Extrait du rapport final pour diffusion

Novembre 2011

CSTB Craterre

ENTPE-Formequip Construire en Chanvre

Réseau Ecobâtir CAPEB

Avec la collaboration de la FFB

Convention ADEME N°0304C0131

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SOMMAIRE

1 INTRODUCTION.............................................................................................................. 5

2 CADRE METHODOLOGIQUE GENERAL.................................................................... 7

2.1 TERMINOLOGIE ........................................................................................................... 7 2.1.1 Système constructif non industrialisé..................................................................... 7 2.1.2 Caractéristiques pertinentes .................................................................................. 7

2.2 CHAMP D'APPLICATION DU CADRE METHODOLOGIQUE................................................ 8 2.3 DESCRIPTION DU CADRE METHODOLOGIQUE ............................................................... 8

3 ASPECTS COMMUNS AUX TROIS APPLICATIONS TERRE CRUE ........................ 9

3.1 CONNAISSANCE DES CARACTERISTIQUES .................................................................... 9 3.1.1 Etat de l'art........................................................................................................... 10 3.1.2 Essais et études complémentaires réalisés........................................................... 10

3.2 REGLES DE MISE EN ŒUVRE....................................................................................... 11 3.2.1 Méthode suivie...................................................................................................... 11 3.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels .................................... 12

4 1ERE APPLICATION TERRE CRUE : LE PISE ............................................................. 14

4.1 CONNAISSANCE DES CARACTERISTIQUES .................................................................. 14 4.1.1 Performances essentielles et paramètres déterminant ces performances............ 14 4.1.2 Bilan des caractéristiques connues ...................................................................... 14

4.2 REGLES DE MISE EN ŒUVRE....................................................................................... 16 4.2.1 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre............................................ 16

5 2EME APPLICATION TERRE CRUE : LES ENDUITS DE FINITION INTERIEURE EN TERRE............................................................................................................................... 17



6 3EME APPLICATION TERRE CRUE : LE TORCHIS.................................................... 21



7 1ERE APPLICATION PIERRE : LES MURS DE SOUTENEMENT EN MAÇONNERIE DE PIERRE SECHE ................................................................................................................ 24

7.1 CONNAISSANCE DES CARACTERISTIQUES .................................................................. 25 7.1.1 Performances essentielles et paramètres déterminant ces performances............ 25 7.1.2 Etat de l'art........................................................................................................... 27 7.1.3 Essais et études complémentaires réalisés........................................................... 29 7.1.4 Bilan des caractéristiques connues ...................................................................... 33

7.2 REGLES DE MISE EN ŒUVRE....................................................................................... 34 7.2.1 Méthode suivie...................................................................................................... 34

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7.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels .................................... 34 7.2.3 Description sommaire des bonnes pratiques de mise en œuvre........................... 34

8 2EME APPLICATION PIERRE : LES MORTIERS ET ENDUITS NON STRUCTURELS POUR MURS EN MAÇONNERIE DE PIERRE SECHE ......................... 36


8.2 REGLES DE MISE EN ŒUVRE....................................................................................... 41 8.2.1 Description des retours d'expérience des professionnels .................................... 41

9 1ERE APPLICATION DES BETONS DE CHANVRE : LE "MUR" .............................. 42


9.2 REGLES DE MISE EN ŒUVRE....................................................................................... 59 9.2.1 Méthode suivie...................................................................................................... 59 9.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels .................................... 59 9.2.3 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre............................................ 60

10 2EME APPLICATION DES BETONS DE CHANVRE : LE "SOL" ........................... 60

10.1 CONNAISSANCE DES CARACTERISTIQUES .................................................................. 60 10.1.1 Performances essentielles et paramètres déterminant ces performances........ 60 10.1.2 Etat de l'art....................................................................................................... 61 10.1.3 Essais et études complémentaires réalisés....................................................... 62 10.1.4 Bilan des caractéristiques connues .................................................................. 72

10.2 REGLES DE MISE EN ŒUVRE....................................................................................... 73 10.2.1 Méthode suivie.................................................................................................. 73 10.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels ................................ 73 10.2.3 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre........................................ 73

11 3EME APPLICATION DES BETONS DE CHANVRE : LES ENDUITS INTERIEURS........................................................................................................................... 74

11.1 CONNAISSANCE DES CARACTERISTIQUES .................................................................. 74 11.1.1 Performances essentielles et paramètres déterminant ces performances........ 74 11.1.2 Etat de l'art....................................................................................................... 74 11.1.3 Essais et études complémentaires réalisés....................................................... 75 11.1.4 Bilan des caractéristiques connues .................................................................. 81

11.2 REGLES DE MISE EN ŒUVRE....................................................................................... 81 11.2.1 Méthode suivie.................................................................................................. 81 11.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels ................................ 82 11.2.3 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre........................................ 82

12 CONCLUSION ............................................................................................................ 82

13 ANNEXES ................................................................................................................... 83

13.1 ANNEXE 1 : BIBLIOGRAPHIE "TERRE CRUE" .............................................................. 83

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13.2 ANNEXE 2 : BIBLIOGRAPHIE "PIERRE" ....................................................................... 85 13.3 ANNEXE 3 : REFERENCES DES REGLES PROFESSIONNELLES D'EXECUTION D'OUVRAGES EN BETON ET MORTIER DE CHANVRE ..................................................................................... 86 13.4 ANNEXE 4 : BIBLIOGRAPHIE "BETONS DE CHANVRE"................................................. 86

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1 Introduction Ce rapport présente les résultats du travail sur le projet "analyse des caractéristiques des systèmes non industrialisés". Les objectifs initiaux de ce projet étaient :

− mettre en place des procédures permettant de valider/déclarer les caractéristiques technique, environnementale et sanitaire adéquates pour des systèmes faisant appel à une grande part de savoir-faire (ce que l'équipe projet entendait alors par système non industrialisé),

− mettre en place des procédures de mise en oeuvre permettant d'assurer la qualité des ouvrages faisant appel aux systèmes étudiés en habitat neuf, en restauration et en réhabilitation d’ouvrages anciens,

− réhabiliter certaines techniques de construction. Un des enjeux de ce projet était aussi de formaliser le passage du savoir-faire de l'oral à l'écrit. Pour arriver à ce résultat, il avait été proposé de :

− définir une méthodologie générale permettant de collecter, analyser et valider les caractéristiques pertinentes des systèmes constructifs non industrialisés qui soit facilement utilisable par les entreprises et proposer des solutions pour permettre une adaptation des procédures d’évaluation technique,

− appliquer la méthodologie à 3 filières (terre crue, pierres sèches et mortiers traditionnels, construction en chanvre) sur 8 applications ciblées (l'application servira à cadrer et valider la méthodologie)

− amorcer la constitution d'une base de données sur les caractéristiques de ces techniques et systèmes (l’intégration de ces données dans des bases existantes comme INIES était envisagée),

− mettre à disposition des informations facilitant l'intervention sur le bâti ancien en conservant son caractère patrimonial tout en respectant les exigences performancielles (techniques, environnementales, sanitaires et en matière de sécurité),

− réaliser une synthèse de l'étude pour organiser la communication et la diffusion des résultats de l'étude notamment vers les professionnels (prescripteurs, entreprises) et aussi les assureurs et les bureaux de contrôle (la communication, elle même n'est pas incluse dans le projet)

Au final, cette étude a permis de définir un cadre méthodologique général pour aborder l'évaluation des performances des systèmes constructifs non industrialisés. Ce cadre a été défini par retour d'expérience sur les huit applications étudiées en faisant appel à des retours terrain (enquêtes chantier, séminaires techniques avec des professionnels des techniques étudiées, consultation du comité de pilotage…), à des études bibliographiques et à l'analogie avec des procédures d'évaluation existantes. Ce cadre méthodologique fait l'objet de la première partie du rapport. Le projet a également permis de renforcer la connaissance sur des applications constructives :

- de la terre crue (pisé, enduits intérieurs et torchis), - de la pierre sèche (murs poids, enduits et mortiers pour maçonnerie de pierre sèche), - des bétons de chanvre (mur, sol et enduits).

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Ces 8 applications font l'objet de la suite du rapport. Enfin, le projet comprend une analyse particulière des caractéristiques environnementales des systèmes constructifs étudiés. Ce travail a consisté en la réalisation de huit analyses de cycle de vie. Certaines de ces ACV paraissent remplir les standards de qualité des normes ISO 14040 et NF P01-010. Elles permettront donc de rédiger la partie environnementale d'une fiche de déclaration environnementale et sanitaire (FDES). Ces FDES seront mises en ligne dans la base INIES. Les caractéristiques sanitaires des 8 applications étudiées n'ont pu être inclkuses dans le champ de l'étude. L'analyse environnementale fait l'objet de la dernière partie du rapport. Suite à la conclusion, des annexes reprennent l'essentiel des références bibliographiques utilisées pour cette étude. Dans ce rapport final, l'équipe projet a fait le choix de présenter une synthèse des travaux réalisés. Une présentation exhaustive des travaux (synthèses bibliographiques, enquêtes, séminaires, essais, calculs…) réalisés durant le projet était impossible. Les rapports intermédiaires contiennent l'essentiel de ces éléments volontairement mis de côté et les rapports d'essais sont disponibles auprès des équipes. Par ailleurs, il était dans l'esprit de ce projet de travailler en parallèle et en toute cohérence avec les autres projets en cours sur les systèmes étudiés (travaux sur les bétons de chanvre, la construction en pierre sèche…). Ces projets sont souvent cités dans ce rapport. Nous invitons le lecteur à compléter ces autres travaux pour avoir une vision plus précise des connaissances capitalisées sur les systèmes constructifs étudiés.

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2 Cadre méthodologique général La cadre méthodologique général comprend :

- de la terminologie, - des éléments de méthode généraux nécessaires pour aborder l'évaluation des

caractéristiques de n'importe quel système constructif non industrialisé.

2.1 Terminologie

2.1.1 Système constructif non industrialisé Cette expression "complexe" a finalement été retenue pour couvrir l'ensemble des techniques/procédés constructifs que nous souhaitions voir couvertes par notre cadre méthodologique. Pour être qualifié de système constructif non industrialisé, un procédé constructif doit remplir les conditions suivantes : les performances de l'ouvrage réalisé doivent avant tout dépendre de la qualité de

la mise en œuvre et donc du savoir-faire du compagnon, la technique constructive ne doit pas s'appuyer sur un produit manufacturé même

fabriqué à l'échelle artisanale (petites séries), les matériaux constituants l'ouvrage doivent "arriver" sur le chantier séparément

et faire l'objet d'un procédé de mis en œuvre incluant le "mélange" de ces matériaux.

Cette définition n'exclut pas que les matériaux entrant en jeu dans le système non industrialisé soient produits industriellement. Toutefois, la mise en œuvre doit rester le facteur de performance prépondérant. Un matériau est dans ce projet différencié d'un produit par le fait que le produit peut être mis en œuvre sans transformation préalable sur le chantier. Exemple : une brique de béton de chanvre est un produit. Un sac de chènevotte ou de chaux est un matériau. Cette définition permet de s'affranchir de nombreux termes inappropriés pour définir les systèmes étudiés :

- technique traditionnelle, - technique ancienne, - matériau naturel, - procédé artisanal…

2.1.2 Caractéristiques pertinentes Les caractéristiques pertinentes sont donc un ensemble de paramètres (physiques, chimiques, techniques, lexicographiques…) que l'on peut facilement évaluer en laboratoire ou sur chantier et qui permettent de connaître les performances attendues pour l'ouvrage.

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Pour les produits industrialisés, l'accent a été mis sur le produit et sur les performances du produit. "Si le produit est bon, l'ouvrage sera bon", moyennant un minimum de précautions de mise en œuvre. C'est un peu le principe de la directive produits de construction (directive CE 89/106) qui définit des performances à atteindre au niveau des produits pour que l'ouvrage réponde aux exigences de la directive. Pour les produits non industrialisés, le processus est plus complexe. Le savoir-faire devient prépondérant, la qualité de la mise en œuvre est souvent aussi importante que la qualité du matériau utilisé. Dans ces conditions, les essais de laboratoire ne sont plus toujours ni adaptés ni suffisants. Ce projet est donc partie de l'idée qu'à chaque application non industrialisée devait correspondre une liste de corrélations entre des performances et des paramètres "faciles d'accès" dont la connaissance suffirait alors pour évaluer les performances du système. Nous avons choisi d'appeler ces paramètres, caractéristiques pertinentes du système. S'il est impossible d'établir de telles corrélations, il paraît possible de s'appuyer sur l'expérience, le bon sens et le pragmatisme de s'appuient d'ailleurs très souvent sur le dire d'expert. En effet, de nombreux systèmes non industrialisés sont des techniques séculaires. De nombreux ouvrages attestent encore aujourd'hui de la qualité de leur réalisation. Il est bien sûr possible de montrer des échecs mais il nous paraît difficile d'imaginer que la qualité de certaines réalisations ne soit que le fruit de la chance ou du hasard. Par conséquent, la clé de la qualité de ces ouvrages réside dans l'expérience et le savoir-faire : la reconnaissance du bon matériau, l'utilisation de la bonne technique, le sens de la construction en général. Ce sont ces paramètres (ou caractéristiques pertinentes) que la procédure d'évaluation doit chercher à identifier.

2.2 Champ d'application du cadre méthodologique Le cadre méthodologique proposé par la suite est applicable aux systèmes constructifs non industrialisés ne faisant pas déjà l'objet de référentiels d'évaluation de leur aptitude à l'usage. La définition du champ d'application permet d'exclure du cadre méthodologique par exemple : les petites séries, les techniques comme le béton prêt à l'emploi (le béton peut être ici qualifié de

produit), les mortiers et enduits tradituonnels.

2.3 Description du cadre méthodologique Il paraît indispensable de commencer tout travail d'analyse des performances d'un système non industrialisé par :

- Une définition précise du système et de son application cible (usage revendiqué) ; cette définition doit distinguer différentes échelles de travail (constituants/matériaux/partie d'ouvrage/ouvrage)

- Un état des connaissances des performances du système (les performances corrélées à des paramètres physico-chimiques ou descriptifs seront particulièrement recherchées)

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- Un retour d'expérience sur ce système privilégiant une approche descriptive des techniques de mise en œuvre. Le choix ou l'élaboration des matériaux devra aussi faire l'objet d'une grande attention.

Toute démarche d'évaluation des systèmes non industrialisés doit comporter deux volets indispensables et indissociables :

- Une qualification des artisans - Un document type "cahier des prescriptions techniques" (CPT).

La qualification des artisans est un pré-requis fondamental. Ainsi, on est confronté à deux types d'utilisateurs des systèmes non industrialisés : ceux qui savent faire et les "géotrouvetous". Les plus gros problèmes sont rencontrés avec le second type d'utilisateurs. Comme l'objectif premier est de limiter le nombre de sinistres majeurs, la qualification serait un premier moyen de faire la sélection. La qualification est aussi un moyen de reconnaître les savoir-faire des praticiens et les entreprises semblent très favorables à la mise en place d'une procédure de qualification d'entreprise et/ou d'artisan. La FFB et la CAPEB s'accordent aussi pour dire qu'il faut amener les entreprises à se former. La qualification doit être complétée d'un document type Cahier des prescriptions techniques (CPT). Dans ce cadre, pour mieux connaître une technique, les essais de laboratoire sont un pré-requis minimum indispensable. Les règles techniques professionnelles du chanvre pourraient correspondre à un CPT pour les applications des bétons de chanvre. En aucun cas le volet CPT ne peut être suffisant. La qualification doit primer sur le CPT. En ce qui concerne la démarche de qualification, il sera possible de s'inspirer des procédures de qualification déjà existantes pour proposer une procédure générale.

3 Aspects communs aux trois applications terre crue Différents éléments de méthodes et de réalisation ont été développés de manière générale et similaire pour les trois applications terre crue. Nous allons donc commencer par un permier chapitre rendant compte de ces aspects, puis ce chapitre sera suivie de trois chapitres rendant compte des éléments spécifiques à chacune des applications terre.

3.1 Connaissance des caractéristiques L'approche retenue au démarrage du projet pour caractériser les applications considérées a été la suivante:

- déterminer les performances considérées comme essentielles pour caractériser l'application

- identifier les paramètres déterminants en cours de fabrication pouvant influer sur les performances de l'application

- établir des fourchettes de valeurs moyennes des caractéristiques permettant de situer un fuseau des performances usuelles considérées ensuite comme acceptables ou "validables". Ces fourchettes de valeurs sont établies à partir:

o d'un état de l'art faisant la synthèse des valeurs existant dans la littérature (normes, rapports et articles de recherches, règles professionnelles, etc.)

o par des essais complémentaires réalisés à partir d'échantillons et représentatifs des pratiques usuelles et actuelles.

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3.1.1 Etat de l'art Comme expliqué en préambule de ce chapitre, l'état de l'art a consisté à faire la synthèse des valeurs existantes dans la littérature (normes, rapports et articles de recherches, règles professionnelles, etc.). Une première étape a consisté à établir une liste de la bibliographie disponible, cette liste a permis de faire un premier tri de 116 documents. Cette première bibliographie a fait l'objet d'une deuxième sélection ne concernant que les ouvrages répertoriant des valeurs quantitatives de caractéristiques. Cette sélection a conduit à répertorier 31 documents (liste mentionnée dans le premier rapport intermédiaire de juin 2005)De plus une liste de documents normatifs et de normes d'essais directement liés à l'application a été établi (décrets, circulaires, réglementation, cahier des prescriptions CSTB, Normes françaises et Eurocode) (ces documents sont référencés dans le premier rapport intermédiaire du CSTB de février 2006). Ce travail nous a permis de lister les différentes caractéristiques, se référant aux performances essentielles indiquées dans le chapitre précédent, en indiquant leurs valeurs et fourchettes de valeurs selon les applications et les sources qui ont été saisies dans une grille qui comprend plus d'une centaine d'entrées. Cela a permis d'identifier les sources incertaines et d'écarter les valeurs donnant des fourchettes trop éparpillées de résultats. Par ailleurs les croisements entre données ne sont pas toujours possibles, par exemple entre la technique utilisée, la provenance de la matière première et l'application considérée.

3.1.2 Essais et études complémentaires réalisés Les informations collectées dans l'état de l'art sont généralement pertinentes, mais la réalisation d'essais complémentaires permet de vérifier si les fourchettes de valeurs sont bien pertinentes et cela permet également de pouvoir corréler plus précisément les liens entre types de terres, modes de réalisation et types d'applications. La méthodologie retenue est la suivante:

- les enquêtes sur les opérations démonstratives permettent de repérer des échantillons pour la réalisation des essais complémentaires. Les échantillons sont ainsi "situés" précisément (nature de l'ouvrage, mode de mise en œuvre, données énergétiques, …),

- Les échantillons de terre sont prélevés sur chantier aux teneurs en eau de mise en œuvre et conditionnés dans des récipients étanches,

- Les échantillons de terre sont convoyés par transporteurs au CSTB de Grenoble, - Lorsque tous les échantillons sont réceptionnés durant une période relativement

courte, des éprouvettes sont réalisées avec chacun des échantillons, - Les éprouvettes sont séchées, - Les essais sont réalisés.

Les échantillons testés lors des essais complémentaires sont les suivants Pisé 1) Veyrins Thuellin (38) chantier d'une école Enduit 2 & 3) Poliénas - Akterre (Isère 38) et Royans (Drôme 26) 4) Saint André (Aude 11) 5) Poitiers (86 Vienne) chantier d'un magasin 6) Isle Arné (Gers 32)

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Torchis: 7) Saint André (Aude 11) 8) Saint Denis (Pas de Calais 62), chantier atelier et boutique à St Denis (93) 9) Briqueterie d'Allonne (Oise 60) Les essais complémentaires ont été définis de manière à pouvoir apprécier les principales caractéristiques permettant ainsi d'établir des corrélations de valeurs à partir des autocontrôles. Pour les applications terre il arrive parfois qu'une matière première donnée puisse être utilisée pour plusieurs applications, par ex une terre utilisée "brute" pour le pisé, puis après tamisage pour les enduits ou une terre mélangée à des pailles longues pour le torchis et à des pailles courtes pour des enduits. Cette relative "polyvalence" d'une matière première donnée nous a donc conduits à réaliser les mêmes essais complémentaires quelles que soient les techniques et applications considérées. Les essais portent dons sur les caractéristiques suivantes: a) Caractéristiques Thermique (conductivité) à l’état sec et après stabilisation dans une

ambiance à 23°C et 50%HR b) Perméabilité diffusion vapeur (sauf pour le pisé) c) Caractéristiques Mécanique: compression sèche et compression humide (HR 65% &

90%) d) Résistances au Gel-dégel. Ce dernier essai était prévu à l’origine mais comme les

éprouvettes réalisées se sont fissurées lors du séchage de celles-ci, les essais de tenue au gel dégel n’avaient plus de sens.

Les essais a et b permettent d'apprécier les caractéristiques physiques, à savoir le fonctionnement hygrométrique des applications terre donnant ainsi des indications sur le confort intérieur et par là sur les consommations énergétiques d'un espace bâti. Les caractéristiques mécaniques permettent une appréciation des comportements structurels des différentes applications, mais également la compatibilité des interfaces, par exemple risques de fissurations ou de décollements entre enduits et supports ou entre torchis et structure bois, ou finalement capacité de portance du pisé. Les essais de résistance au gel permettront d'avoir une appréciation de la durabilité des surfaces terres utilisées en extérieurs et susceptibles d'humidifications (pluie, hygrométrie intérieure, eau de mise en œuvre, …).

3.2 Règles de mise en œuvre

3.2.1 Méthode suivie Il existe quelques documents et ouvrages techniques décrivant la mise en œuvre du pisé, néanmoins ces documents restent assez généralistes et ne traitent pas de manière spécifique des modes de mise en œuvre effectivement appliqués par des entreprises actuellement en France. Les différentes applications terre crue n'ont pas encore fait l'objet de regroupements en vue d'élaborer des règles professionnelles ou équivalents. L'implication des praticiens a donc été considérée comme indispensable pour aboutir à l'élaboration d'éléments de description pertinents. L'animation de ce volet retours d'expérience et coordination des professionnels a été réalisée par le réseau Ecobâtir. Une première réunion de présentation du projet et de réflexion autour des méthodes de travail a donc été organisée en avril 2005 à Lyon. Cette réunion était conjointe aux trois groupes de

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travail du projet: terre crue, pierre sèche et chanvre et diffusée essentiellement au sein du réseau Ecobâtir. Cette réunion a conclu que la méthode d'élaboration des règles de mise en œuvre serait la suivante: - objectif: Les réunions pour chaque technique (‘Torchis’, ‘Enduits en terre’ et ‘Pisé’)

servent à lier pratique et théorie pour définir avec les praticiens ce qui va être déterminant pour caractériser une technique et pour déterminer des moyens d'appréciation qui soient compatibles avec les pratiques de chantier.

- Organiser des rencontres (une rencontre pisé, une rencontre torchis, une rencontre enduit) de praticiens (de la conception et de la réalisation sur chantier) de toute la France qui échangent, discutent, confrontent avec la présence d’une personne au moins chargée d’enregistrer les informations de la rencontre.

- Les lieux de rencontres sont choisis en fonction des cultures constructives locales : la rencontre pisé aura lieu en Rhône-Alpes; la rencontre torchis aura lieu en Normandie; la rencontre enduit aura lieu en Midi-Pyrénées de la France.

- Les résultats de chaque réunion seront formalisés et les résultats seront communiqués et diffusés à l’ensemble des participants pour amendements en vue d'aboutir à des documents listant les caractéristiques principales et les méthodes de les caractériser en pratique (contrôles chantier, descriptif, …).

La méthode générale pour chacune des rencontres techniques a été la même: - élaboration préliminaire d'une fiche de travail décrivant le cycle de production spécifique

à chaque application avec les principales étapes de production, leur description, les éléments déterminants pour la performance finale et enfin les éventuels moyens de contrôle et de vérification utilisés

- lors de la réunion démarrage par un tour de table général pour la présentation des cycles de production

- organisation en ateliers d'une dizaine de personnes permettant de détailler la description de chaque étape de production, les paramètres déterminants et les moyens de contrôle

- synthèse en réunion plénière permettant un consensus et une synthèse sur les travaux de chaque atelier (deux ou trois)

- identification d'opérations exemplaires permettant de réaliser des enquêtes détaillées - rédaction et diffusion du compte rendu des réunions et en particulier des tableaux de

synthèses (descriptions mise en œuvre + paramètres déterminants) - après délai de restitution: amendement si nécessaire et validation des tableaux de synthèse

3.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels Les rencontres techniques ont donc été organisées pour chaque application: - une réunion Torchis a eu lieu à Rouen organisée avec l'association des artisans du Torchis

et la CAPEB Hte Normandie et le réseau Ecobâtir, les 16 & 17 décembre 2005 - une réunion Enduits terre a eu lieu à Toulouse organisée avec l'association ARESO

(représentant le réseau Ecobâtir pour le Sud Ouest, les 21 & 22 avril 2006 - une réunion Pisé a eu lie à Lyon organisée par le réseau Ecobâtir et l'ENTPE le 9 février

2007. Chacune de ces réunions a fait l'objet d'un compte-rendu détaillé de chacun des ateliers et d'une synthèse regroupant les éléments de description.

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Les réunions ont également permis d'identifier les opérations intéressantes et représentatives de chaque application servant de bases aux enquêtes permettant la collecte d'informations pour renseigner la base de données. Finalement dix sept enquêtes ont aboutis complètement (enquêtes sur place et renseignements des fiches de base de données): - 5 enquêtes concernent le ‘pisé’ - 4 enquêtes concernent le ‘torchis’(dont 1 concerne plus particulièrement le système ‘terre

– copeaux bois’) - 3 enquêtes concernent le ‘torchis’ et l’ ‘enduit’ - 5 enquêtes concernent l’ ‘enduit’ Voir présentation des opérations enquêtées en annexe. Le questionnaire ayant servi de base aux enquêtes est organisé comme suit : après une partie introductive recensant les données contextuelles (type, rôle et description de l’ouvrage, système(s) concerné(s), maîtrise d’ouvrage, intervenants, date et lieu, etc.), 3 parties principales s’enchaînent : ‘Matériaux’ / ‘Mise en œuvre’ / ‘Bâtiment’. La partie ‘Matériaux’ se décompose en 2 sous-parties : ‘Constituants’ et ‘Caractéristiques’. La partie ‘Bâtiment’ se décompose également en 2 sous-parties : ‘Relation avec l’environnement, parti architectural, systèmes constructifs, interfaces’ et ‘Consommations d’énergies, de ressources, déchets’.

3.2.2.1 Bilan des enquêtes: Données sur les matériaux: de manière générale, cette partie a été bien renseignée. Elle permet de mettre en évidence la diversité des matériaux utilisés : à chaque projet correspond un matériau différent Données sur les caractéristiques des matériaux: partie généralement bien renseignée sauf dans de rares cas. Elle permet de mettre en évidence la bonne connaissance qualitative des caractéristiques des matériaux qu’ont les praticiens, même sans valeurs numériques Données sur la mise en œuvre: Cette partie a été très bien renseignée, en particulier la partie descriptive de la mise en œuvre. Elle permet de mettre en évidence la diversité des techniques constructives et la grande part de savoir-faire de chaque praticien. Données sur le contexte, le parti architectural, les systèmes constructifs: Ici aussi, cette partie a généralement été bien renseignée. Il en ressort que l’utilisation de la terre comme matériau de construction peut être liée à deux grandes familles de projets : - la sauvegarde d’un patrimoine et/ou de savoir-faire traditionnels - des considérations liées au développement durable et/ou esthétiques, une approche bioclimatique environnementale intégrée au projet. Données sur les consommations d'énergies, de ressources, déchets: il y a eu quelques informations qualitatives sur les consommations d’énergies, mais le lien entre ces consommations et les techniques des construction utilisées sont difficiles à établir.

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Données sur les aspects économiques: il est possible, grâce à ces enquêtes, d’obtenir des informations à la fois qualitatives et quantitatives concernant les temps de mise en œuvre et les rendements. Toutefois, les coûts unitaires sont difficilement accessibles.

4 1ère Application terre crue : le pisé

4.1 Connaissance des caractéristiques

4.1.1 Performances essentielles et paramètres déterminant ces performances

Les performances considérées comme essentielles pour caractériser le pisé sont les suivantes : - Masse volumique - Caractéristiques mécaniques

o Stabilité: comportement en compression comportement en flexion

- Caractéristiques thermiques o conductivité thermique o capacité thermique o diffusivité et effusivité

- Perméabilité à l'air o retrait o qualité des interfaces

- Comportement à l'eau et à la vapeur d'eau o résistance à la vapeur d'eau μ

- Isolation phonique - Résistance au feu

o résistance au feu Les principaux paramètres déterminant ces performances sont:

- Préparation matières premières - Homogénéité - Nature des constituants - Constituants et dosages (teneur en eau) - Masse volumique - Épaisseurs couches, compactage - Répartition cailloux

Ces points sont plus détaillés dans le chapitre spécifique à la mise en œuvre.

4.1.2 Bilan des caractéristiques connues Masse volumique La masse volumique influence de nombreuses caractéristiques du matériau. Pour le pisé et les matériaux en terre en général, lorsque la masse volumique augmente : l'isolation phonique augmente, l'inertie thermique augmente, la conductivité thermique augmente, la résistance mécanique augmente et la capacité de rétention d'eau diminue. Les valeurs moyennes pour le pisé oscillent entre 1700 et 2200 kg/m3. Les valeurs sur les échantillons testés au CSTB donnent une moyenne à environ 1900 kg/m3, ce qui correspond à la moyenne de la fourchette.

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La teneur en eau, des éprouvettes stabilisées à 23°C et 50%HR, se situe à environ 1,5% en masse. Résistance à la compression sèche En se référant aux principales sources de l'état de l'art, les valeurs de résistance en compression sèche du pisé vont de 0,75 MPa à 2,4 MPa. Les valeurs obtenues lors des essais complémentaires sont comprises entre 0, 9 et 1,7 MPa avec une moyenne à 1,3 MPa. Valeurs de contraintes admissibles en compression Les valeurs oscillent entre 0,2 et 0,5 MPa, avec des adaptations selon que l'on ait ou non des valeurs d'essais utilisant des facteurs ou des valeurs de réduction allant de 1/10 à 4/10. Ce type d'approche est très dépendante des procédures d'essais utilisées, selon que les essais sur éprouvettes soient proches ou non de valeurs obtenues sur murs, ceci dépendant entre autre de la présence ou non de frettage, de la vitesse d'écrasement, de la surface d’application de la charge, etc. La conductivité thermique Les valeurs de la littérature oscillent de 0,3 à 1,4 W/m°K, pour la plus grande amplitude avec une moyenne entre 0,5 et 1,0 W/m°K, ces variations étant tributaires des variations de masse volumique, des indications plus précises donnent une conductivité thermique comprise entre 0,46 et 0,81 W/m°K pour des masses volumique de 1700 à 2200 kg/m³. Les essais réalisés sur les échantillons donnent plutôt une valeur moyenne de 0,4 - 0,5 W/m°K pour une masse volumique de 1900 kg/m³ pour les éprouvettes à l’état sec. Pour les mesures après stabilisation dans une ambiance 23°C et 50%HR, les résultats aboutissent à une conductivité thermique comprise entre 0,45 et 0,6 W/(m.K). Ces dernières valeurs sont plus représentatives de l’utilisation en œuvre du produit. Coefficient de résistance à la vapeur d'eau μ Les valeurs moyennes pour des masses volumiques de 1900 - 2000 kg/m3 sont de l'ordre de 9 à 11. Les éprouvettes réalisées au CSTB n’ont pas permis de mesurer correctement la perméabilité à la vapeur d’eau. En effet les corps d’épreuve devant avoir un diamètre de l’ordre de 105 +ou – 2 mm, celles-ci n’ont pas pu être réalisées. Le produit fini (pisé) est trop friable dans ces petites dimensions et la grosseur des cailloux inclus dans le pisé est trop importante. Résistance au feu Le pisé étant un constituant minéral, il est ininflammable (M0). Les valeurs de la littérature donnent pour le pisé une tenue au feu de 2 heures avec une contrainte mécanique. Isolation phonique Peu de valeurs existent, généralement le pisé est considéré par analogie à d'autres matériaux, ayant des propriétés d'isolation phonique au moins équivalentes à celles du béton cellulaire ou béton léger dans leurs classes respectives de masse volumique sèche. D'autres études considèrent une diminution de 50 dB des bruits aériens avec des masses volumiques de 2000 kg/m³ et des épaisseurs de murs de 20 à 40 cm.

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4.2.1 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre Conception - étapes préalables Il est indispensable de faire le lien entre les choix de conception architecturale et les spécificités du matériau et de sa mise en œuvre. L'architecte et l'artisan piseur doivent donc être en contact et se coordonner dès le départ de la conception. L'exécution du pisé met en avant l'importance de la formation et la validation du savoir-faire des artisans. Les périodes de chantier et de séchage du pisé devront être prisent en compte de manière à éviter les périodes de pluies et de gel, généralement de novembre à mars. La construction devra éviter de s'implanter en terrain inondable et de manière générale la conception devra porter une attention particulière à la gestion des problèmes d’eau et d’humidité. Ceci concerne notamment la nécessité pour les murs pisé de disposer de soubassements protégeant la base des murs pisé de la pluie et de la neige et permet d'éviter les dégâts dus aux remontées capillaires excessives. Tant du point de vue de la gestion de l'humidité que du point de vue structurel, un soin particulier sera apporté à la compatibilité du pisé avec d'autres matériaux en interfaces. Du point de vue structurel il faudra dissocier les éléments en pisé travaillant en compression d'autres éléments constructifs travaillant en traction. Le pisé peut se tasser, les différents interfaces devront donc en tenir compte soir au regard de l'étanchéité à l'air lors de la pose de menuiseries ou de panneaux, soit du point de vue structurel, pour éviter d'éventuelles fissures dues à des tassements ou efforts différentiels. La position et la dimension des ouvertures sera également un point important de la conception structurelle du bâtiment en pisé, ainsi que la répartition des contraintes et charges ponctuelles (plancher, charpente, menuiseries, etc.). Terre & Préparation Le choix de la terre se fera en fonction de l'homogénéité du gisement. La préparation veillera à ce que le diamètre maximum des grains ne soit pas excessif et en tout cas inférieur à la hauteur du lit de terre foisonnée. La terre sera testée en condition réelle lors de la réalisation d'un muret test ou bloc de pisé, permettant de vérifier la nécessité d'éventuels amendements ou corrections (tamisage, broyage). Ajout d'autres constituants La chaux hydraulique est souvent utilisée pour sécher la terre trop humide. Lorsque l'objectif d'ajout de chaux est d'améliorer la résistance des murs, des essais sur muret test permettent de vérifier les performances et dosages adéquats. Préparation du mélange La bonne teneur en eau est déterminante, elle se vérifie lors du mélange par le test de la boule (compactée dans la main et lâchée d'environ 1m pour se casser en quelques morceaux - poussière trop sec et un ou deux morceaux trop plastique). Le test lors du mélange sera complété par l'avis donné par le piseur lors de la mise en œuvre (trop collante, pas assez cohésive). La teneur en eau variant rapidement (séchage, évaporation, hygrométrie) éviter de stocker la terre une fois mélangée à la bonne teneur en eau.

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Matériel de mise en œuvre Le compactage du pisé génère des poussées bien plus importantes que le béton, il faut donc particulièrement veiller à ce que les coffrages doivent garantir rigidité, stabilité et solidité, les entretoises doivent être rigides pour éviter de se déformer ou se déplacer lorsqu’elles sont heurtées par le fouloir. Les surfaces des coffrages seront propres et sèches pour garantir qualité er régularité des parements. Le pisoir ou fouloir doit apporter ergonomie et sécurité (protection des mains risquant de se blesser contre les banches, arrêt automatique, etc.) Mise en œuvre La réalisation du premier rang ou lit de pisé est déterminante pour assurer l’aplomb du mur. De même la pose des coffrages doit assurer la stabilité des murs en cours de chantier, soit par leurs formes (autoporteurs, autostables), soit part des étais. Les lits seront parallèles et d’épaisseur régulière et constante et le mélange sera réparti de manière homogène dans le coffrage en évitant toutefois les cailloux en parement, sauf si cette finition particulière est imposée. Le compactage nécessite rigueur et discipline tant pour la qualité de l'ouvrage que pour la sécurité. Il permet un contrôle : visuel et auditif permettant la gestion de la teneur en eau et de l'homogénéité de compacité. Le décoffrage / desserrage des banches se fait le plus tôt possible, par glissement parallèle vertical ou horizontal pour éviter le décollement de fragments du parement. Épaisseur du mur et dispositions par rapport aux interfaces L'épaisseur du mur doit prendre en compte les facteurs habituels de conception (thermique, stabilité) mais également les paramètres spécifiques dépendant de l'ergonomie (compactage dans les banches) et du calepinage des banches. L'élancement du mur doit garantir qu'il soit autoporteur à frais. Pour éviter d'éventuels poinçonnements les charges ponctuelles seront réparties par des surfaces suffisantes. Temps de séchage Le tassement du mur est à prendre en compte avant la réalisation des connexions avec d'autres matériaux, de même les éventuels temps de retraits avant la réalisation des enduits. Les éventuelles reprises de fissures ou trous sont possibles par rebouchage à la terre compactée au marteau.

5 2ème Application terre crue : les enduits de finition intérieure en terre



Les performances considérées comme essentielles pour caractériser les enduits terre sont énumérées ci-après

- Masse volumique - Caractéristiques mécaniques

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o résistance à la traction - Retrait - Caractéristiques thermiques

o conductivité thermique - Comportement à l'eau et à la vapeur d'eau

o résistance à la vapeur d'eau μ - Résistance au feu

Les principaux paramètres déterminant ces performances sont: - Masse et volume apparent - Préparation matières premières - Homogénéité - Nature des constituants - Constituants et dosages (teneur en eau) - Nature du support - Préparation du support - Constituants enduits et dosages - Épaisseurs et nb de couches mais ces points seront plus détaillés dans le chapitre spécifique à la mise en œuvre.

5.1.2 Bilan des caractéristiques connues Masse volumique Les valeurs moyennes de la littérature vont de 1200 à 1800 kg/m³. Les échantillons réalisés par le CSTB et testés dans le cadre du projet donnent des valeurs allant de 1210 à 1890 kg/m³ avec une moyenne à environ 1600 kg/m³, ce qui correspond aux valeurs de la littérature. Après stabilisation à 23°C et 50%HR, la masse volumique des éprouvettes est comprise entre 1230 et 1910 kg/m³. Le taux d’humidité est d’environ 1% en masse. Résistance à la traction et à la compression Les valeurs existantes dans la littérature existent pour des mortiers de terre équivalente à celles utilisées pour les enduits, un des échantillons testés par le CSTB dans le cadre des essais complémentaires fait partie du lot de valeurs comprises entre 0,1 et 0,6 MPa avec des valeurs des rapports résistances compression/traction allant de 4.1 à 5.6. Les valeurs obtenues en résistance à la compression lors des essais complémentaires sur des terres à enduits varient entre 0, 6 et 1,6 MPa avec une moyenne à environ 1 MPa, ce qui correspond à peu près aux fourchettes de valeurs des valeurs en traction avec rapports de conversion. Retrait Les valeurs de la littérature sont très dispersées, elles vont d'un retrait quasi nul à un retrait de près de 8%, l'apport de paille permettant une réduction importante du retrait. Compte tenu des exigences de stabilité nécessaires à un enduit, il convient plutôt de préciser que le retrait doit être aussi faible que possible sans excéder 1 à 2 %, ceci par ajout de sables et/ou de fibres faute de quoi son aptitude à l'emploi est compromise. Beaucoup d’éprouvettes ont fissuré lors du séchage. Il est difficile dans ce cas de mesurer un retrait. Conductivité thermique

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Les valeurs existantes dans la littérature donnent une fourchette comprise entre 0,5 et 0,9 W/m°K. Les essais complémentaires réalisés au CSTB donnent des valeurs sèches comprises entre 0,32 et 0,5 avec une moyenne autour de 0,45 W/m°K, ce qui est proche des valeurs de la littérature. Après stabilisation des éprouvettes dans une ambiance à 23°C et 50%HR les résultats de mesures sont compris entre 0,33 et 0,55 W/(m.K) Coefficient de résistance à la vapeur d'eau μ Les valeurs moyennes pour des masses volumiques de 1550 à 1830 kg/m³ sont de l'ordre de 7 à 9. Résistance au feu Les enduits terre étant des constituants minéraux, ils sont ininflammable (M0) sauf peut être pour les produits contenant beaucoup de fibres végétales.


5.2.1 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre Étapes préalables Avant la réalisation d'enduits il est recommandé de définir précisément avec le client l'objectif et les exigences attendues. En parallèle ces exigences doivent être confrontées à l'observation et à l'analyse de plusieurs points: - Observation du bâtiment: diagnostic – pathologies hydriques et mécaniques (de structure),

remontées capillaires – dispositions constructives et éléments de protection (toiture, fondations, soubassement, enduits existants, ouvertures, remontées capillaires)

- Observation du support de l'enduit (nature, qualité, pulvérulence, stabilité, sonne creux, etc.)

- Enduit extérieur : conditions atmosphériques et climatiques et orientation du bâtiment (saison, pluie, vents, gel, soleil, humidité, températures, etc.) et protections. En ce qui concerne les enduits extérieurs il est recommandé de ne pas réaliser d’enduit non stabilisé en couche de finition sur les faces exposées (sauf si le client est prêt à entretenir)

- Enduit intérieur : fonction de la pièce, mur ou plafond, humidité, températures, protections contre les projections d'eau

Terre & Préparation La cohésion de la terre ne doit pas être excessive ni insuffisante. Pour le corps d'enduit il faut privilégier une bonne cohésion, pas trop sable ou argile. Pour les enduits de finition, couleur, texture seront privilégiées selon des conditions d'esthétique dépendant des exigences de finition. En ce qui concerne la cohésion, le retrait et le farinage ne sont généralement pas acceptable. Par ailleurs une relative dureté de surface est souhaitable. La granulométrie de la terre ne doit pas avoir de gros grains (d maxi: 10 mm corps enduits / 1-2 mm finition). La préparation devra permettre de dissoudre ou désagréger les conglomérats d’argile, par trempage, concassage ou broyage. La préparation de la terre doit soit être la plus sèche possible pour avoir une poudre, soit très humide pour faciliter l'homogénéité par trituration.

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Différents essais de terrains sont praticables pour mesurer la cohésion d’une terre, mais dans le cas d’une terre utilisée pour la première fois, la réalisation d’échantillons sur le support pour contrôler la terre est à recommander systématiquement. Autres constituants : fibres végétales ou animales, agrégats, stabilisants, etc. L'ajout d'autres constituants se fait généralement pour réduire le retrait et/ou pour raisons esthétiques (couleur, texture). Des essais progressifs devront permettre de déterminer le rapport sable / fibres en fonction de la fissuration et de l’effritement et selon la fonction de la couche dans le système d’enduit (corps, finitions, etc.), de la composition de la terre, de l’épaisseur de l’enduit, de la nature du support. Mélange L'humidification de la terre peut se faire au choix, avant ou après la réalisation du mélange, mais dans tous les cas il faudra obtenir une hydratation complète des argiles et des fibres et une bonne homogénéité du mélange (constituants et teneur en eau). Dans le cas de matières premières très sèches et hétérogènes il est préférable de laisser en temps de macération du mélange après humidification et avant utilisation. Le mélange est déterminant pour la maîtrise de la teneur en eau et plasticité, paramètres parmi les plus déterminants pour le résultat final. Préparation du support La préparation dépend avant tout de la nature du support : porosité, rugosité, dureté. Dans tous les cas la qualité d'accroche mécanique est nécessaire, elle est à créer si elle n’existe pas. Si le support est sec il pourra apporter une stabilité mécanique vis-à-vis du retrait, mais risque d'absorber l'eau de l'enduit pouvant réduire son accroche et accentuer le retrait. Il peut être souhaitable de faciliter une « Reprise de capillarité » (=humidification) du support avant la pose. Le degré d'humidification ou non du support nécessite donc une attention particulière et se définit selon la nature du support et le type d’enduit. Le support devra être dépoussiéré pas brossage et/ou humidification suivant les dispositions retenues. Selon la dureté, la stabilité du support, il conviendra d'établir quelle règle de compatibilité support/enduit doit permettre d'établir s'il convient d'avoir une dureté, une stabilité progressive ou dégressive en allant du support vers la couche de finition, de manière à trouver une bonne adéquation de la variabilité dimensionnelle entre support et enduit. Application L'application se fait hors gel et hors canicule, avec une protection du rayonnement solaire directe. Les enduits extérieurs ne se faisant en principe pas sur les façades exposées à la pluie, la protection à la pluie ne se pose pas. La cohésion de l’enduit avec le support est le paramètre déterminant de l'application. Les gestes et modes de pose devront donc y veiller, en particulier: Le corps d’enduit est généralement projeté et non posé, il ne doit pas être serré pour éviter de faire remonter l'eau et de risquer un faïençage. Les couches suivantes peuvent se faire par modification progressive de la teneur en eau en posant la couche suivante "à frais". Au contraire on peut également attendre un séchage complet, ne risquant plus d'avoir de retrait avant la pose de la couche suivante. Cette disposition est recommandée pour l'avant dernière couche qui doit être sèche donc stable mécaniquement avant l’application de l’enduit de finition.

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Le nombre de couches varie en fonction de l’épaisseur désirée, de la densité du mélange, de la teneur en eau du mélange, de la nature du support, de la finition désirée, mais généralement en particulier la couche de finition est d'épaisseur constante. Lorsque le support présente des hétérogénéités de matériaux cela nécessitera une attention particulière pour éviter des risques de fissurations des enduits, soit par mouvements différentiels du support, soit par capacité d'absorption et donc de séchage différents des enduits.

6 3ème Application terre crue : le torchis



Les performances considérées comme essentielles pour caractériser le torchis sont énumérées ci-après :

- Masse volumique - Retrait - Caractéristiques thermiques

o conductivité thermique - Comportement à l'eau et à la vapeur d'eau

o résistance à la vapeur d'eau μ - Résistance au feu

Les principaux paramètres déterminant ces performances sont: - Nature des constituants - Homogénéité et cohésion de la terre - Nature des constituants - Masse et volume apparent - Homogénéité et cohésion de la terre - Interface bois torchis et/ou bois enduit pour étanchéité à l'air (lien entre ossature primaire

et structure d’accroche et pérennité du système de fixation en particulier) - Protection à l'eau - Paramètres usuels des ossatures bois - Durabilité, résistance et souplesse des bois mais ces points seront plus détaillés dans le chapitre spécifique à la mise en œuvre.

6.1.2 Bilan des caractéristiques connues Masse volumique Les valeurs moyennes de la littérature vont de 1200 à 1700 kg/m³, les échantillons testés dans le cadre du projet à l’état sec donnent des valeurs similaires avec une moyenne à environ 1600 kg/m³ Après stabilisation à 23°C et 50%HR, la masse volumique des éprouvettes varie de 1220 à 1810 kg/m³. La variation de masse volumique est importante car elle dépend fortement du taux de fibres insérées dans la terre. Retrait

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Le torchis comportant nécessairement des fibres végétales dans sa composition, le mélange ne présente généralement pratiquement pas de retrait de séchage ni de fissures. Mais l'absence de fissures n'est pas impérative dans tous les cas. Les éprouvettes réalisées au CSTB montrent des retraits et des fissurations importantes lors du séchage. Les petites dimensions des éprouvettes peuvent être la cause de ces désordres. Conductivité thermique Les valeurs existantes dans la littérature donnent une fourchette comprise entre 0,15 et 0,8 W/m°K. Les essais complémentaires réalisés au CSTB donnent des valeurs sèches comprises entre 0,26 et 0,52 avec une moyenne autour de 0,4 W/m°K, ce qui est proche des valeurs de la littérature. Après stabilisation des éprouvettes dans une ambiance à 23°C et 50%HR les résultats de mesures sont compris entre 0,27 et 0,55 W/(m.K). Coefficient de résistance à la vapeur d'eau μ Les valeurs moyennes pour des masses volumiques de 1200 à 1700 kg/m³ sont de l'ordre de 6 à 9. Pour des torchis comportant davantage de paille, type terre-paille avec des masses volumiques de 400 à 800 kg/m³ sont de l'ordre de 3 à 4. Résistance au feu Les parois en torchis n'étant pas apparentes mais enduites (à la terre, à la chaux, au plâtre) c'est les valeurs des enduits qui s'appliquent pour la résistance au feu.


6.2.1 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre Étapes préalables Un diagnostic du bâtiment est indispensable, les paramètres à observer en particulier sont le contexte climatique, notamment les périodes de gel, et le temps de séchage. Le contexte architectural est également important, les dispositions de protection, dépassée de toitures, soubassements, drainage des eaux aux abords du terrain, protection des façades exposées (généralement assuré par du bardage sur les constructions traditionnelles en torchis). Pour les réhabilitations il faudra également observer le retrait du torchis existant, s'il est abîmé, pulvérulent. Ossatures primaires en pan de bois Il faudra porter une attention particulière l'état sanitaire du bois (sec, protection, etc.), les essences de bois utilisées et la réalisation des encoches et des rainures, et la fixation des baguettes. Pose de la structure d’accroche - lattage Le choix des bois est déterminant afin d'assurer durabilité, imputrescibilité, fissibilité faible, souplesse et résistance à la compression. Le bois devra être sec et protégé, les essences de bois recommandées sont le chêne ou châtaignier, en principe le sapin est à éviter sauf si purgé d'aubier et bonne durabilité. Le lattage doit garantir une bonne résistance aux poussées horizontales grâce à la solidité du lien entre ossature primaire et structure d’accroche et par la pérennité du système de fixation.

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Le mode de lattage sera déterminé en fonction de la trame de l’ossature primaire. Le lattage se fait soit par bois scié ou par branches souples. Différents modes de fixation sont possibles bois refendu, chevillé, encastré ou cloué. L'espacement des lattes se fait essentiellement en lien avec l'ergonomie pour la pose du torchis. Terre & Préparation Les gisements devront être choisis en priorité en fonction de leur homogénéité. En ce qui concerne la cohésion de la terre il faut une terre "moyenne" ni trop cohésive ni trop friable. Comme la terre à torchis est ensuite mélangée à des fibres végétales, l'utilisation de terres organiques n'est pas proscrite. La préparation de la terre peut se faire de plusieurs manières par séchage, tamisage, désagrégation : en étalant et émiettant la terre, ou par concassage, ou enfin par humidification préalable et repos. Fibres végétales Les choix de variétés de longueur et de calibres des fibres dépendent du type de lattages (espacé - fibres longues, ou étroit, etc.) et de la capacité de régulation humidité, mais également selon la partie de remplissage, par exemple mélanger des longueurs de paille courte permet un meilleur bouchage des bords et des coins. Plusieurs variétés de fibres sont utilisées selon les pratiques locales et les temps de mise en œuvre, par exemple des pailles d'orge, de blé, de la fétuque (foin de graminées), de la chènevotte ou de paille blé avec du foin ou des paillettes de lin ou de chanvre. Le foin est plus long et se pose par tressage (technique solide mais nécessitant beaucoup de main d'œuvre). Mélange humide - Malaxage Le mélange doit permettre d'obtenir la bonne teneur en eau correspondant à une plasticité permettant la mise en œuvre (pas trop collante et suffisamment cohésive). Le mélange soit être aussi homogène que possible. Le dosage et la proportion de fibres permet de réduire le retrait, mais sera également défini selon les performances thermiques visées (inertie ou isolation) et le temps de mise en œuvre. Le mélange commence généralement par le malaxage de la terre et de l'eau, puis par l'ajout des fibres végétales. Le mélange peut être stocké avant utilisation mais il sera protégé de la pluie et du soleil. Mise en forme – Pose du torchis La pose du torchis doit assurer une bonne gestion de l’interface bois-torchis et/ou bois-enduit de manière à assurer une bonne étanchéité à l'air. La pose de liteaux faisant "chicane" à l'intérieur de la structure primaire peut aider à cette étanchéité. Cela dépendra d'un mélange ayant peu de retrait mais aussi de la qualité de l'accroche avec le support (bois et/ou torchis ancien) qui sera humidifié et de l'accroche entre les différentes couches. La pose commence par l'humidification des supports puis par le graissage des bois (lattage et structure), ensuite la pose se fera en fonction de l'orientation des fibres qui seront transversales à la structure. La progression doit se faire régulièrement et par couches constantes. La première couche sera striée profondément pour réduire le retrait de la deuxième couche par une bonne qualité d'accroche. En finition le dressage du mur permettra par exemple de réaliser des chanfreins améliorant la tenue aux interfaces bois torchis. Cela peut aussi s'assurer dans un deuxième temps, après

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séchage par reprise/rebouchage des joints torchis - ossature (par exemple avec un mortier terre-sable-paillette lin). Lors du séchage le torchis sera protégé (soleil, pluie, humidité, etc.) par bâche pour permettre un séchage lent. Enduit et séchage L'adhérence de l'enduit de finition est très importante, il ne doit pas y avoir de décollement et par ailleurs il doit être suffisamment dur pour résister à d'éventuels chocs mécaniques. La couche d'accroche de l'enduit de finition doit être de bonne qualité, si elle doit passer l'hiver elle sera protégée pour ne pas être érodée. Elle est préparée mécaniquement par striage, piquetage ou piquage, grattage, etc. sur torchis frais ou sec. L'enduit de finition est en terre seule éventuellement adjointe d'agrégats, de fibres ou de chaux. Il sera posé sur un support ayant été humidifié de manière homogène et continue entre torchis et bois et généralement après au moins 3 semaines à 1 mois de séchage de la couche support. La forme de l'enduit de finition doit assurer un bon glissement de l'eau, il ne doit pas avoir de fissures et doit être complété par la pose d'un rejingot sur la sole ou lisse basse et le percement de trous dans la mortaise pour l’évacuation de l’eau.

7 1ère Application pierre : les murs de soutènement en maçonnerie de pierre sèche

Il s'agit de murs de soutènement en maçonnerie de pierre sèche (murs poids). La pierre est l'unique matériau de ce système. Cette application n'est pas une application du bâtiment mais du génie civil. La maçonnerie de pierre sèche est une maçonnerie de petits éléments de pierre portables à la main jusqu’à 120kg, en grande majorité non retouchés avec l’outil (éventuellement équarris) et non pas de blocs cyclopéens déposés à la pelle mécanique qui sont des enrochements. Si les règles de l’art sont appliquées par des maçons expérimentés on peut traiter le système sous forme de tableau comme ci après. Murs de soutènement en pierre sèche, construction neuve, maître d'œuvre V. Mougel, photo C. Cornu.

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Description objet Paramètres révélateurs Etapes du process influençant ce paramètre

Moyens de mesure ou Valeur

Niveau de connaissance et besoins complémentaires

Stabilité géotechnique du massif

Connaissances suffisantes

Stabilité de la fondation Connaissances suffisantes Poussée du sol retenu • Valeurs forfaitaires Connaissances suffisantes Surcharges • Mesure directe

• Valeurs forfaitaires Connaissances suffisantes

Pierres Gélivité Porosité en partie Choix des matériaux,

NormeXP B10-601 • Norme NF B 10-513 • Empirisme

Masse volumique Masse ou poids volumique apparent

S.O. • Mesure directe • Valeurs forfaitaires


Résistance mécanique Résistance à la compression ou à la traction

S.O. • Mesure directe ou propagation de son

• Valeurs forfaitaires


Frottement d’interface

•angle de frottement d’interface pierre/pierre (φ)

Choix des matériaux, nature de la pierre

• Mesure de la résistance au cisaillement

• Valeurs forfaitaires

• valeurs sur 7 pierres calcaire différentes et 1 schiste • Besoins complémentaires

Maçonnerie Géométrie du mur Hauteur, fruit et largeur Mise en œuvre Mesure directe S.O. Masse volumique de la maçonnerie (γ)

•Poids et volume du mur •Indice des vides et masse volumique des pierres

• Choix des matériaux, nature de la pierre

• Mise en œuvre

• Pesée du mur • Valeurs forfaitaires

• 5 valeurs mesurées sur 2 types de pierres

• Dépouillement enquête • Besoins complémentaires

Inclinaison des lits de pierres

Angle par rapport à l’horizontal (α)

Mise en œuvre Mesure directe S.O.

Rotation interne des pierres dans la bande cisaillement

•Angle de rotation intégré dans ψ+α

• Choix des matériaux • Mise en œuvre et vie en

œuvre

• Mesure par photogrammétrie

• Mesure indirectes • Valeurs forfaitaires

• valeurs sur 5 murs dont 4 en pierres de calcaire et 1 en schiste • Besoins complémentaires

S.O.=sans objet

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7.1.2 Etat de l'art Le point le plus délicat dans l'étude et la promotion de la technique de la pierre sèche reste l'absence d'une méthode reconnue de dimensionnement qui permette de garantir au décideur la stabilité de l'ouvrage. En effet, si les artisans maçons savent empiriquement dimensionner leur mur, il n'existe à ce jour aucune modélisation propre aux ouvrages de soutènement en pierre sèche. Cependant il existe quelques tentatives exploratoires. Dans un souci pratique, une première idée pour modéliser un mur en pierre sèche est de le considérer comme un mur-poids; on peut alors lui appliquer les méthodes classiques d'équilibre limite. Cependant, une telle approche ne permet pas de prendre en compte les ruptures internes propres aux murs en pierres sèches. Les travaux de Villemus 2004, permettent sur ce point de quantifier les ruptures internes qui interviennent dans un mur en pierre sèche et de les intégrer dans un modèle d'équilibre limite. Ce modèle donne une bonne indication sur le comportement des murs mais fait appel à un coefficient (angle ψ, défini figure 2) mesuré sur expérimentation échelle 1, qui reste coûteux à obtenir. D'autres travaux ont été menés afin de modéliser les ouvrages en pierre sèche grâce à des méthodes dites par "éléments distincts". Cette approche privilégie le côté hétérogène de la maçonnerie de pierre sèche: on considère le mur comme un ensemble de blocs qui inter-agissent entre eux. Les constructions en pierre sèche ont ainsi été modélisées grâce aux méthodes des éléments distincts par Dickens et al., 1996 ; Harkness et al., 2000 ; Powrie et al., 2002 ; Claxton et al., 2005 ou éléments finis par Zhang et al., 2004. De telles études ont montré que l'on pouvait reproduire de façon qualitative le comportement des murs en pierre sèche sous chargement. Toutefois, ces recherches sont difficiles à mettre en place car elles nécessitent de nombreuses données et beaucoup de temps pour la programmation et le calcul sans pour autant permettre un dimensionnement fiable. Dans cette étude nous construisons un modèle qui prend en compte de façon plus rigoureuse que l'équilibre limite la spécificité de la pierre sèche tout en restant facilement utilisable dans la pratique. C'est dans cette optique que nous avons expérimenté l'utilisation du calcul à la rupture sur la maçonnerie de pierre sèche. Mise en application du modèle Nous avons vu que le modèle que nous avons mis au point ne requiert que des données disponibles et décrites précédemment, dont nous allons ici détailler le mode d’obtention. Géométrie Les paramètres géométriques nécessaires dans ce modèle sont les dimensions du mur (hauteur, largeur en tête, fruit et fût) qui sont facilement mesurables à la construction ou à la reprise d’un mur. Chargement Sous nos hypothèses, le mur n’est soumis qu’à son poids propre et à l’action d’un remblai extérieur. Le poids propre du mur dépend du poids des pierres utilisées, généralement connu ou mesurable, ainsi que du pourcentage de vides dans le mur. En effet, compte tenu de la structure hétérogène du mur en pierre sèche, cette connaissance de la part de vide est indispensable. Les mesures expérimentales de Villemus 2004 nous donnent une valeur moyenne de 25%, qui semble correspondre aux valeurs utilisées empiriquement. La poussée extérieure dépend bien entendu du type de chargement considéré. Dans le cas d’un chargement hydraulique, la poussée est considérée comme perpendiculaire au parement

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interne (pas de frottement entre l’eau et les pierres), avec une répartition triangulaire. Dans le cas d’un remblai de terre par contre, la connaissance de la poussée du sol est plus délicate. En effet, on doit tenir compte dans les calculs de l’angle de frottement δ à l’interface entre le mur et le sol ainsi que du coefficient de poussée des terres. Compte tenu de la géométrie particulièrement irrégulière de la face arrière du mur, nous avons généralement choisi pour δ l’angle de frottement du sol φs ; ce choix nécessiterait d’être validé expérimentalement sur essais échelle 1. D’autre part, nos premières études de modélisation de l’action du sol sur le mur tendent à valider le choix des coefficients de poussée de Caquot dans le calcul de la poussée du sol.

Résistance Nous avons vu que le critère de résistance du mur était calculé grâce à un processus

d’homogénéisation à partir du critère de résistance des pierres. Nous avons pour cela considéré les pierres comme infiniment résistantes en compression (devant la fragilité des contacts entre les pierres) et utilisé un critère purement frottant à l’interface. De telles hypothèses nous obligent à connaître l’angle de frottement des pierres φ. Pour cela, nous pouvons nous appuyer sur différents essais de cisaillement qui ont été réalisés (Raffard, 2000 et Villemus, 2004). Lors de ces essais avec différentes boîtes de cisaillement direct, la rotation des pierres est possible car le plateau supérieur en contact avec les pierres est rotulé. On remarque d'ailleurs systématiquement la rotation des éprouvettes. Le mouvement de rotation n'est cependant pas complètement libre du fait des frottements sur les contact des bords verticaux des boîtes. Notons qu'au sein du mur en pierre sèche, la rotation des pierres est complètement libre en aval et freiné en amont par le contact avec le sol à soutenir. Nous verrons que ces différences n'altèrent pas la bonne concordance des résultats.

Tableau 1: Valeurs des angles de frottement des pierres (molasse, calcaire, schiste) mesurés par Raffard 2000 et Villemus 2004. Localisation des carrières

nature des pierres

boîte 6cm×6cm échantillons découpés


boîte 100cm×100cm échantillons bruts

plan incliné échantillons découpés

plan incliné échantillons bruts

Luberon Molasse 37 ± 1° 35,5 ± 1,5° 38 ± 2° St-Gens Calcaire

coquillier 36 ± 1° 35,5 ± 1,5° 38 ± 2° 40 ± 2° Vers Molasse

coquillière 35 ± 0,5° 34 ± 1° 36 ± 2° Espeil Calcaire

coquillier 37 ± 1° 40 ± 2° Caberan Calcaire

coquillier 37 ± 0,5° 39 ± 1° Hautes Alpes

Calcaire dur

boîte 15cm× 15cm échantillons découpés (Raffard 2000)

26 ± 3° 30 ± 4° Estaillades Calcaire

homogène 34 ± 1° 34,5 ± 2° 34 ± 2° 39 ± 2°

St Germain de Calberte Schiste 28,5 ± 1°

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Nous avons également fait des essais complémentaires sur des pierres couramment utilisées pour la construction à sec (tableau 2), les détails des essais se trouvant dans l'annexe 2 du troisième rapport intermédiaire.

Tableau 2 : Valeurs complémentaires d’angles de frottement des pierres (molasse, granite).

L’objectif à terme serait de pouvoir créer une base de données sur les propriétés des

pierres usuellement employées dans la construction à sec afin de pouvoir facilement récupérer les informations nécessaires. La donnée de ces paramètres permet alors d’appliquer simplement le modèle de calcul à la rupture.

7.1.3 Essais et études complémentaires réalisés Le calcul à la rupture est une méthode qui permet, connaissant la géométrie, le mode

de chargement et le critère de résistance d'une structure donnée, d'estimer le chargement limite qu'elle peut supporter. Nous avons ainsi cherché à adapter cette méthode au cas de la pierre sèche.

Pour appliquer la méthode, nous avons commencé par modéliser la géométrie du mur (Fig. 1.a) en le considérant comme un ensemble de pierres rectangulaires disposées régulièrement (Fig. 1.b). Nous devrons vérifier que cette hypothèse très forte est pertinente. Une telle hypothèse nous permet de calculer le critère de résistance du mur à partir des propriétés de la pierre utilisée. Nous pouvons alors évaluer la stabilité de la structure homogénéisée (Fig. 1.c) sous chargement grâce au calcul à la rupture.

Figure 1: Démarche de la modélisation

On s'intéresse dans cette étude à un mur de hauteur h, largeur en tête l, fruit λ1 et fût λ2.

Il est considéré comme homogène et déformable et son critère de résistance ne dépend que de l'angle de frottement des pierres φ et de l'inclinaison des lits α, les pierres étant considérées comme infiniment résistantes. Il est soumis à son poids propre γ ainsi qu'au chargement pc d'un remblai extérieur sur son parement interne.

Localisation des carrières

nature des pierres


Luberon Molasse 38,6 ± 1,5°inconnue Granite 27 ± 0,5°

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Figure 2: Système d'étude.

On impose au mur une rupture à partir du pied du mur O, selon le plan OO' qui fait un

angle Ψ avec l'horizontale. On considère alors que la partie supérieure du mur OABO' va tomber à la vitesse v tandis que la partie inférieure OO'C restera immobile.

Le calcul à la rupture nous permet alors de déterminer la hauteur maximale de remblai hc

+ que le mur peut supporter. Cette hauteur critique ne dépendra que des paramètres (géométrie, chargement, résistance) cités précédemment.

Le calcul à la rupture nous fournit de surcroît les caractéristiques de la rupture. La

vitesse virtuelle v indique le type de rupture (glissement ou renversement) et l'angle Ψ l'inclinaison du plan de rupture virtuel. Nous avons ainsi mis au point une méthode rigoureuse qui prend en compte les ruptures internes dans les murs mais qui reste simple à utiliser, puisqu'elle ne requiert que des données disponibles et fiables, et qui évalue directement la stabilité. Il nous reste maintenant à nous assurer qu'elle convient bien au calcul des ouvrages en pierre sèche, c'est à dire que les hypothèses du modèle conviennent. Validation théorique du modèle

Une première méthode de validation de notre nouveau modèle consiste à le comparer aux autres méthodes que l'on a présentées dans la première partie. Pour cela nous nous sommes appuyés sur les expériences de Burgoyne (1853). En 1834, le Lieutenant-Général Sir John Burgoyne a fait construire quatre murs en granite chargés de terre de même hauteur, même volume mais de section différente, son objectif étant de comprendre l'effet de la géométrie sur la stabilité des murs en pierres sèches. Cette étude étant restée l'étude expérimentale la plus aboutie sur le sujet pendant longtemps, de nombreux articles lui ont été consacrés.

Nous nous sommes intéressés quant à nous à une étude de Claxton et al. (2005) qui dresse, à l'aide de la méthode des éléments distincts (MED), l'évolution de la stabilité des murs de Burgoyne si on modifie certains de leurs paramètres. Afin de situer notre modèle par rapport aux méthodes micro et macro-mécaniques, nous avons mené les mêmes études paramétriques que Claxton sur le modèle de calcul à la rupture et sur un modèle classique d'équilibre limite. Une telle étude permet tout d'abord de voir quelles sont les influences de

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différents paramètres sur les murs, mais également de tester le comportement et les failles des différents modèles.

Figure 3: Variations paramétriques des différents modèles.

Notons en premier lieu que les résultats de la méthode des éléments distincts ne se présentent pas sous la même forme que ceux des deux autres méthodes. Ceci est dû au choix de Claxton et al. de mettre en place le remblai par couches de 30 cm de hauteur dans leur modèle.

Pour la première étude (Fig. 3.a), on retrouve le fait que la stabilité augmente avec la largeur du mur. On remarque également que, comme nous l'avions prévu, le calcul à la rupture donne des résultats plus contraignants que l'équilibre limite, c'est-à-dire qu'il va dans le sens de la sécurité. On remarque enfin que l'on a une bonne adéquation ici entre le calcul à la rupture et la méthode des éléments distincts.

Si on fait varier l'angle de frottement des pierres (Fig. 3.b), on remarque par contre que la méthode des éléments distincts rend compte d'un phénomène que le calcul à la rupture ne traduit pas; on pointe ici une des limites de notre modèle.

Par contre, en regardant la troisième étude (Fig. 3.c), on voit que le calcul à la rupture laisse apparaître une variation non décrite par la méthode des éléments distincts. Notons toutefois que ce phénomène apparaîtrait sans doute si on choisissait des couches de remblai plus fines dans la MED mais que cela demanderait également un temps de calcul bien plus long.

Ces études paramétriques montrent ainsi la robustesse de notre modèle vis-à-vis des autres méthodes de calcul, puisqu'il est plus précis que l'équilibre limite et donne des résultats cohérents avec la méthode des éléments distincts.

Validation du modèle avec l'expérimentation

Essais échelle 1 La principale méthode de validation d'un modèle reste la confrontation avec

l'expérience. Pour ce faire, nous nous sommes appuyés sur la campagne d'essai de Villemus 2004. Villemus a conduit des tests sur cinq murs échelle 1 sous pression hydraulique de hauteurs, géométries et matériaux différents afin de mieux comprendre le comportement des structures en pierres sèches à la rupture.

Afin de valider notre modèle, nous avons ainsi cherché à comparer la prédiction des hauteurs critiques données par le calcul à la rupture (notées CR) à celles effectivement relevées par Villemus lors de ses expériences (notées Ex.).

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Tableau 3:Validation du modèle de calcul à la rupture sur les murs expérimentaux de Villemus.

On constate que le calcul à la rupture permet de prévoir le mode de rupture du mur

ainsi que la hauteur d'eau potentiellement supportable avec une assez bonne précision dans le cas des ruptures par glissement (erreur de 7 à 16 %) et une très bonne précision dans le cas des ruptures par renversement (erreur inférieure à 6 %). Ceci nous permet d'établir la pertinence de notre modèle comme technique de calcul de stabilité des murs en pierres sèches sous pression hydraulique.

Les essais sur site en Angleterre ont pris du retard et ne pourront donc pas être exploités dans le cadre de ce projet. Le premier mur ayant été chargé en Juillet 2007. On trouvera cependant en annexe du 3ième rapport intermédiaire le protocole suivi.

Essais sur modèles réduits

Figure 4: Expérimentation sur modèle réduit (environ 30cm de haut) et matériau

analogique 2D (blocs réguliers et matériau de Schneebeli). Nous avons montré qu'il n'y avait pas d'erreur significative grâce à deux approches. La

première est la poursuite de la modélisation par le calcul à la rupture (décrite précédemment) afin d’établir cette contribution de façon théorique en prenant en compte le sol comme une

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partie de la structure. Nous n'avons cependant pas le temps d'expliciter cela dans le cadre de ce projet, mais cela sera fait dans la thèse de A.S. Colas qui sera publiée fin 2008.

La deuxième consiste en des essais sur modèles réduits (figure 4) pour lesquels nous avons choisi un plan d'expériences simple pour observer l'influence du frottement sol/mur en fonction de trois paramètres liés à la géométrie. Les maquettes construites vérifient les hypothèses du modèle.

Figure 5: Expérimentation sur modèle réduit, en bleu les points expérimentaux, en vert la hauteur maximum évitant la rupture pour un angle de frottement d'interface sol/mur égale à celui du sol, en vert pointillé pour un angle de frottement d'interface sol/mur égale à zéro.

Sur la figure 5, on vérifie que l'écart entre théorie et expérience ne dépasse pas 5%

quand on choisit l'angle de frottement d'interface sol/mur (delta) égal à celui du sol (phi). Par contre la prise en compte d'un angle plus petit voire égal à zéro (courbe pointillée) semble moins pertinent. Ces résultats sont confirmés par des essais avec des paramètres différents tels que: la pente du remblai (4 valeurs), l'angle de frottement des blocs de maçonnerie (2 valeurs), leur poids volumiques (2 valeurs), le fruit (3 valeurs), enfin l'inclinaison des assises (4 valeurs). Ce travail est publié en détail dans le mémoire de Master de Julien Bonal.

7.1.4 Bilan des caractéristiques connues Nous avons ainsi mis au point une méthode de calcul rigoureuse, relativement facile à

mettre en œuvre, permettant de prendre en compte la spécificité des ruptures internes des murs en pierre sèche. Cette méthode donne des résultats plus rigoureux que l'équilibre limite et s'avère cohérente avec les méthodes discrètes type éléments distincts. De plus, on observe une bonne adéquation de nos estimations théoriques avec les résultats expérimentaux dans le cas d'un mur en pierre sèche soumis à une pression hydraulique et dans le cas de chargement par un sol analogique sur modèles réduits.

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7.2.1 Méthode suivie De la mise en œuvre dépend la validité de la modélisation présentée précédemment, comme dans toute construction d'ailleurs. Les règles de l'art de la construction en pierre sèche doivent donc impérativement être respectées. Celles-ci sont détenues par certains artisans et ne peuvent s'acquérir que par un apprentissage sur le terrain. Cet apprentissage peut s'appuyer sur des règles écrites qui sont en cours de rédaction dans le cadre d'un autre projet, devant être publié aux environs de fin 2007. Il s'agit du projet «guide des bonnes pratiques de la pierre sèche » piloté par la CAPEB nationale et la DCASPL (Ministère de l'Industrie et de l’Artisanat). Ce document sera exhaustif pour les murs de soutènement de terre sans surcharge due à la circulation. Ce document fera donc référence, c'est pourquoi nous ne présenterons qu'une description sommaire dans la section 4.2.3.

7.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels Huit questionnaires ont été collectés. Leur exploitation a permis de dégager l’ACV du système et ensuite valider la procédure de dimensionnement (voir annexe) a posteriori.

7.2.3 Description sommaire des bonnes pratiques de mise en œuvre Le mur est positionné dans une direction donnée par la droite qui se développe en hauteur pour définir un plan. Ce mur a une géométrie adaptée qui nous permet d’en évaluer son volume et son poids à partir de la masse volumique de la pierre générique utilisée. La zone d’influence. Qu’il s’agisse d’une création ou d’une réparation (reprise), il est nécessaire d’évaluer le rôle des éléments naturels et des constructions participants ou non à la stabilité de l’ouvrage dans une zone s’étendant jusqu’à une distance égale, en tous points, à trois fois la hauteur maximale du mur. Il s’agit de: · Les talus adjacents (amont et aval) · La végétation (enracinement en pivot, de surface...) · Les constructions (bâtiments, clôtures, etc) · Les réseaux divers · Le lit d’un cours d’eau, l’évolution d’une ravine · Etc.. Pour une reconstruction de l’ouvrage. La déformation suivie de son effondrement a été provoquée par : · Un renversement · Un glissement · Une végétalisation exubérante · Une détérioration du matériau · Un affouillement de la fondation · Un évènement fortuit. · D’une malfaçon. · Etc.. La qualité du matériau Qu’il s’agisse d’une reconstruction ou d’une création, on veillera à l’utilisation du matériau local ou de proximité.

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La reprise du matériau sur place sera répartie de façon homogène selon les granulométries sur toute la longueur de la brèche en laissant un passage suffisant d’une circulation (0,50 à 1,00m) sans encombre au pied de l’édifice. La terre sera relevée à l’étage supérieur en retrait de la lèvre d’effondrement. Toutes les zones qui ne respectent pas la mise en œuvre initiale et celles instables seront démontées. La sélection des pierres à mettre en place se fera selon sa position dans le mur, sa granulo-métrie, sa forme et sa densité L’approche d’une connaissance de son angle de frottement d’interface s’effectuera à partir des éléments les plus représentatifs trouvés sur place. Cet exercice nous renseignera sur une valeur approximative de l’angle de rupture sous faible contrainte. Les pierres se présentant avec un grand axe longitudinal seront retenues comme boutisses ou faisant parpaignes. L’ELEVATION. La fouille. Parfois inexistante (sur le rocher), souvent réduite, elle sera d’une profondeur et largeur suffisante en relation avec la nature du sol rencontré (présence d’un sol non meuble) et la hauteur de l’ouvrage. Le fond de fouille sera incliné vers le bas, vers l’intérieur de l‘emplacement du futur mur. Sur le rocher, sans une trop importante reprise de taille de la surface affleurante, on profitera ou on créera un plan suffisant de la même inclinaison. De la largeur au minimum d’une première pierre qui sera bloquée sur le rocher afin d’améliorer le plan de pose de la première rangée de parements. La fondation. La fondation permet de répartir la charge du mur sur un polygone de sustentation plus large vers l’extérieur d’environ d’un quart de l’épaisseur du mur. Elle favorise la pose de la première assise Elle se compose d’un blocage d’empierrement qui défini le plan de pose incliné qui suit le fond de fouille La granulométrie sera choisi pour laisser émerger la fondation de quelques centimètres. La pose de ces pierres pas ou peu parementées s’effectue selon les mêmes règles que celles propres à l’élévation. (cf.ci après). Pose de la première assise et blocage. Le corps du mur est constitué par des éléments dont la face visible, le parement, s’aligne dans le plan extérieur du mur. Le plan de pose des éléments au talon démaigri est légèrement incliné par rapport à l’horizontale, à rupture de joints(verticaux) à la surface de la fondation. Les pierres sont positionnées à la suite des unes des autres en parfaits points de contact en parement et totalement stabilisées, souvent à l’aide de cales posées au talon. Une fois l’assise complète posée, on procèdera au serrage à l’aide de cales fixées dans chaque joint vertical, ou parfois à l’aide du têtu. Le blocage consiste à compléter le corps du mur, dans toute son épaisseur, avec des éléments sans parement mais qui viennent remplir au maximum les vides. Le blocage pourra être plus ou moins soigné selon la qualité des points de contact des pierres de parements et du nombre de boutisses. Pose de la seconde assise et blocage.

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A ce degré d’élévation, on prendra soin de mettre en place le dispositif approprié pour suivre la droite et le plan du mur définis au préalable grâce à un cordeau pouvant glisser à chaque extrémité sur un guide qui donne le fruit ou talus du mur. La pierre à parement de la seconde assise vient systématiquement couvrir le joint et point de contact de l’assise précédente. Elle possède les mêmes caractéristiques que sur l’assise précédente et est positionnée selon les mêmes règles. Le blocage se met en œuvre comme le parement, à rupture de joint sur le blocage précédent et en particulier dans l’épaisseur. Le comblement entre le mur et le sol « en découverte » peut se faire avec des éléments impropres à la construction.(éclats, résidus de fouille, pierres impropres à l’élévation..) Pose de la troisième assise et blocage. Il s’agit d’une itération de la chaîne opératoire précédente. Si la hauteur du mur est évaluée à son tiers, on procédera à la mise en place du drain à l’arrière du mur La hauteur du mur est maintenant suffisante pour permettre la pose de pierres qui possédant un parement, ne sont pas des boutisses, mais des panneresses. La longueur de leur axe dans le mur est égale à la longueur du parement. Si cet axe est inférieur à celui d’un parement on parlera d’un carreau. On veillera à maintenir un « boutissage » important dès le premier quart jusqu’à la moitié environ de la hauteur du mur. La construction progressera en alternant panneresse, carreau et quelquefois boutisses qui, si elles recouvrent le parement et le blocage, formeront parpaignes. La pose du drain se poursuit jusqu’à atteindre 20 à 25 cm au-dessous du niveau du sol retenu par le mur. Le couvrement. Il consiste à bloquer les pierres sommitales du mur et permettre une circulation sur la terrasse en maintenant la tête du mur en place. Plusieurs types de finition sont réalisables en fonction des caractéristiques de la pierre. Qu’il s’agisse de couvertine, pierre épaisse et large couvrant le sommet du mur ou bien d’un chaînage de pierre sur chant (en délit) leur mise en place se fera en alignement à la surface du sol à retenir. Le mur se terminera en présentant la pierre de couronnement qui s’alignera au cordeau supérieur et l’on placera les dernières pierres de parement sous ces pierres lourdes et épaisses selon les mêmes règles de pose que précédemment. Finitions du chantier. Un dernier tri des granulats doit séparer les pierres pouvant faire drain et la terre qui sera relevée sur la terrasse et terminera le chantier.

8 2ème Application pierre : les mortiers et enduits non structurels pour murs en maçonnerie de pierre sèche

Il s'agit de mortiers et enduits non structurels assurant l'étanchéité de murs porteurs extérieurs ou intérieurs en maçonnerie de pierre. La mise en œuvre est manuelle. Les matériaux concernés par ce système sont la terre crue, différents granulats et différents liants (plâtre, chaux) (+eau). C'est une application du bâtiment.

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C’est l’agencement des pierres du mur, selon la technique pierre sèche (objet de l'application pierre 1), qui assure la résistance mécanique (au cisaillement et à la compression). Le mortier n’est donc pas astreint à avoir de bonnes performances mécaniques. Ce dernier point est d’importance car il est difficile a priori de faire accepter de construire actuellement avec un mortier ayant une résistance à la compression entre 0 et 2MPa. Alors que dans les maisons anciennes on ne trouve quelquefois que de la poudre...

Nous aborderons donc cette application en deux parties, les caractéristiques du mortier frais et celles du mortier durci. Le comportement à l'état frais devra permettre une mise en place optimum du mortier. On se référera alors aux paragraphes concernant les systèmes terre 2 et 3 où le matériau est mis en œuvre à l’état frais. L'étude propre à ce système ne veut en aucun cas définir une composition standard «adéquate» mais par contre démontrer les éléments cités précédemment.



Mise en œuvre de mortier de terre lors de la construction de maisons en pierre, extension du hameau de Magagnosc (commune de Grasse), maître d'ouvrage SCI Terroir.

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Description objet Paramètres révélateurs Etapes du process influençant ce paramètre

Moyens de mesure ou Valeur

Niveau de connaissance et besoins complémentaires

Mortiers non structurels Retrait Retrait Conception : formulation

et mise en œuvre: teneur en eau

• Mesure directe (poids) • Visuel


Maniabilité Maniabilité Conception : formulation et mise en œuvre: teneur en eau

• A la truelle1 grâce au savoir faire


Résistance mécanique2 S.O S.O. S.O. S.O. Autres, Cf. systèmes terre 2 et 3

1 Alves De Azeredo G. «Mise au point de procédures d´essais mécaniques sur mortiers de terre, application à l´étude de leur rhéologie", thèse INSA/ENTPE, Novembre 2005 2 Voir sections suivantes

8.1.2 Etat de l'art Les mortiers à l’état frais On trouvera un bilan des procédures d'essais proposées pour ce type de mortier dont le liant principal est l’argile et le ciment un stabilisant, dans P'kla et al. 2003. Ces essais empiriques ne permettent pas de connaître de façon rigoureuse le comportement des mortiers, mais une simple évaluation à la truelle par un maçon expérimenté doit suffire. Notons que dans l'Eurocode 6, applicable entre autre aux maçonneries de briques cuites, la plupart des informations sont d'ordre empirique. Pour information on trouvera dans Alves De Azeredo 2005, une étude plus avancée qui s'est faite à l'aide d'un rhéomètre. Le but étant une application sur adobes (briques de terre crue moulées et séchées au soleil) et mortier pour maçonnerie de bloc de terre, applications pour lesquelles une résistance mécanique est nécessaire. L'étude du mortier/adobe à l’état frais, avec un rhéomètre, montre qu’on peut considérer ces matériaux comme un fluide de Bingham à trois paramètres : seuil d’écoulement et les deux paramètres de Bingham viscosité plastique et ordonnée à l’origine qui ne correspond pas toujours au seuil d’écoulement mesuré (comportement rhéo-fluidifiant ou rhéo-épaississant). On trouvera ensuite une étude paramétrique montrant les rôles de différents composants du matériau (argile, eau, sable, ciment). Les mortiers à l’état durci Une étude bibliographique approfondie se trouve dans Alves De Azeredo 2005. Dans le cas de notre application, l'interaction bloc/mortier est primordiale et n'a pas fait l'objet de publication à notre connaissance. On pourra cependant trouver dans Venu Madhava Rao et al 1997 une interaction pierre mortier maigre sable:ciment.

8.1.3 Essais et études complémentaires réalisés Les essais sur triplets ont été motivés pour montrer que la résistance très faible (inférieure à 0,5MPa) obtenu sur certaines éprouvettes de mortier, ou simplement friable à la main dans les maisons anciennes n’est pas un problème. La configuration de trois blocs/moellons avec du mortier (« triplet ») est étudiée généralement comme représentative de l’interaction moellon/mortier au sein d’une maçonnerie. Les triplets sont utilisés comme éprouvettes sollicitées en compression pour évaluer la résistance du composite moellon/mortier sous une sollicitation de type descente de charge. Nous avons essayé de trouver en laboratoire une formulation de mortiers qui amène à une résistance de cet ordre mais nous n’y sommes pas arrivés. La résistance minimum obtenue en laboratoire est de 0,85MPa pour la formulation que nous appellerons « test ». On a réalisé les triplets avec les composants suivants: - Pierres : blocs cubes d’environ 10x10x10cm3. Ces pierres ont été taillées sur chantier avec les matériaux du chantier. La face en contact avec le mortier de terre est taillée grossièrement comme cela se fait sur site (figure x). - Deux formulations de mortiers a) et b) ont été testées en laboratoire afin de retrouver les écarts observés sur site. a) Un mortier de terre « test » qui va modéliser un mortier ancien. Pour cela nous avons pollué un mortier de terre avec du ciment afin d’en diminuer sa résistance: 30 volumes de terre/ 2 volumes de sable/ 1,5 volume de ciment. Ce mortier ne contient pas assez de sable, ce qui le rend peu maniable. Il contient trop ou pas assez de ciment pour avoir une résistance mécanique de l’ordre de 2 MPa. b) Le mortier de terre prévu: 18 volumes de terre/ 8 volumes de sable/ 3 volumes de ciment.

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Les éprouvettes de maçonnerie sont laissées à l’air libre après fabrication, comme c’est le cas sur site, et sont testées après 28 jours de fabrication.

Résistance des triplets à la compression : Comme la pierre a une rigidité importante, l’influence du frettage entre la presse en acier et la pierre est minimisé. De plus l’élancement des éprouvettes est de 3 ce qui justifie de ne pas utiliser de système d’anti-frettage dans cet essai. En plus, on s’intéresse seulement à la partie centrale, i-e. au moellon intermédiaire (cf. figure)

Figure xx: Essai de compression simple sur triplet pierre/mortier de terre. Les détails des résultats ont été présentés dans l'annexe du second rapport intermédiaire. La rupture des triplets est atteinte par la rupture des pierres par fissures verticales. En comparant les résultats deux à deux on trouve qu’ils sont cohérents et proches de ceux de Venu Madhava Rao et al 1997. D’une part, on peut voir que la résistance du mortier a une influence sur la résistance de la maçonnerie : avec un meilleur mortier (3MPa au lieu de 0,85MPa), la maçonnerie a une meilleure résistance (environ 15MPa au lieu de 11MPa). D’autre part, on voit aussi que la résistance du triplet est beaucoup plus grande que celle du mortier. Avec un mortier de

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formulation « test » ayant une résistance inférieure à 1MPa ce qui laisse une marge de sécurité importante par rapport à la descente de charges qui est de l'ordre de 0,3MPa pour une maison en pierre de 2 étages, la résistance du triplet est d’environ 10MPa. Ces résultats montrent que le mortier ne joue pas de rôle mécanique important dans une maçonnerie appareillée correctement. De plus, il faut remarquer que les éprouvettes de mortier sont conservées par la cure sous plastique tandis que le triplet est conservé à l’air libre, comme cela se fait au chantier. Cela veut dire que le mortier au sein du triplet est moins résistant que celui des éprouvettes témoins de mortier seul.

8.1.4 Bilan des caractéristiques connues A partir des résultats des essais sur triplets, nous avons démontré que la résistance du mur est donnée par la résistance des pierres et non par la qualité du mortier. Quelle que soit la composition du mortier de terre le mur aura une résistance mécanique avec un coefficient de sécurité en compression de l’ordre de 30 si la qualité des pierres et leurs modes de pose sont adéquats. Ce dernier point a donc une incidence plus importante sur les performances du mur.


8.2.1 Description des retours d'expérience des professionnels Il n'a pas été possible de trouver suffisamment de chantiers d’importance pour obtenir des réponses aux questionnaires (une seule réponse obtenue). Cela ne remet pas du tout en cause la pertinence du système mais cela souligne simplement encore la difficulté à utiliser les matériaux locaux dans le contexte industriel. Il faudrait alors mutualiser avec les systèmes 2 et 3 en délaissant les aspects mécaniques non nécessaires comme démontré dans le deuxième rapport intermédiaire.

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9 1ère Application des bétons de chanvre : le "mur" La première application chanvre concernée par le projet et l’application « mur », elle est définie de la façon suivante : On considère que les bétons de chanvre sont mis en œuvre dans une application « mur » lorsqu’ils sont utilisés en remplissage de parois dont la structure porteuse est constituée d’une ossature bois.



Les performances essentielles sont les performances « à minima » qui permettent d’assurer les fonctions principales de l’application. Pour l’application « mur » ces fonctions sont les suivantes : envelopper :

La fonction « envelopper » est assurée si, d’une part les bétons de chanvre présentent des caractéristiques mécaniques minimums et d’autre part si l’association ossature-bétons de chanvre répond à certaines règles de mise en oeuvre. Les paramètres qui vont jouer un rôle et qui permettront d’assurer cette fonction sont les suivants :

• Paramètres structurels o Type d’ossature o Sections de l’ossature : o Entraxe

• Paramètres matériau o Dosage (liant+granulat chanvre)

• Paramètres mise en oeuvre o Technique de mise en œuvre o Epaisseur d’enrobage ossature o Epaisseur du béton de chanvre

Par conséquent, vérifier que la fonction « envelopper » est assurée revient à mesurer les caractéristiques mécaniques des bétons de chanvre (mesures de résistances à la compression et à la flexion) et à vérifier que les règles de mise en œuvre ont été suivies.

isoler thermiquement et assurer le confort thermique

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La fonction « isoler thermiquement » va dépendre de la conductivité thermique du béton de chanvre et de l’épaisseur mise en œuvre. Il est donc important de connaître la conductivité thermique du béton de chanvre et de préconiser des épaisseurs minimales de mise en œuvre. NB : Dans ce cas, on fait l’hypothèse que seule la conduction joue un rôle dans les échanges thermiques (et donc au final le confort thermique), les travaux en cours à l’ENTPE menés par Laurent Arnaud montrent que d’autres phénomènes doivent être considérés tels que les échanges hygrothermiques au sein du matériau. La compréhension de ces phénomènes fera l’objet d’un programme spécifique.

recevoir une finition La fonction « recevoir une finition » est liée à la teneur en eau du béton de chanvre. Il s’agit donc de suivre l’évolution de la teneur en eau au cours du séchage afin de préciser les conditions de mise en œuvre de la finition.

Le tableau ci-dessous synthétise les principales fonctions/performances attendues, les paramètres influençant ces performances ainsi que les tests de contrôle :

Performances essentielles /fonctions à assurer

Paramètres influençant les performances

Tests de conformité et contrôle

Envelopper • Paramètres structurels (Type d’ossature, sections de l’ossature, entraxe) • Paramètres matériau (Dosage) • Paramètres mise en oeuvre (Technique de mise en œuvre, épaisseur d’enrobage ossature, épaisseur de béton de chanvre)

Vérification « visuelle » du respect des règles professionnelles + Mesure des caractéristiques mécaniques du matériau.

Isoler thermiquement • Paramètres matériau (Dosage) • Paramètres mise en oeuvre (épaisseur de béton de chanvre)

Mesure de conductivité thermique

Recevoir une finition • Paramètres matériau (Quantité d’eau du mélange, taux d’humidité)

Suivi du taux d’humidité en cours de séchage.

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9.1.2 Etat de l'art Depuis plus d’une dizaine d’année de nombreux essais ont été réalisés à l’échelle laboratoire sur le matériau béton de chanvre utilisé pour réaliser des murs. Ces essais concernent notamment des mesures de caractéristiques mécaniques, thermiques et acoustiques sur des bétons de chanvre réalisés à partir d’un liant à base de chaux aérienne (nom commercial Tradical PF70) et d’un granulat chanvre. Un tableau de synthèse de ces grandeurs est présenté ci-dessous :

Densité sèche

(kg/m3)

Module d’élasticité

A 28 jours

(MPa)

Résistance à la

compression A 28 jours

(MPa)

Conductivité thermique

(W.m-1K-1)

Résistance thermique

Mur de 35 cm

(m2KW-1)

420 20 0,3 0,10 3,5

9.1.3 Essais et études complémentaires réalisés

9.1.3.1 Choix des essais complémentaires Dans toutes les études précédentes les essais ont été menés sur des éprouvettes réalisées en laboratoire. Dans la mesure où le produit « béton de chanvre » est confectionné sur chantier, il convient de vérifier ces caractéristiques sur des éprouvettes réalisées en « condition chantier ». On prendra ainsi en compte le paramètre « mise en œuvre » (mise en œuvre manuelle et mise en œuvre à la machine) et son éventuelle influence sur les caractéristiques finales du matériau. Les essais complémentaires suivants ont été réalisés sur des éprouvettes « chantier » :

o Mesures de résistances en compression et en flexion o Mesures de conductivité thermique o Mesures de densités o Suivi de l’évolution du taux d’humidité à l’intérieur du mur.

9.1.3.2 Méthodologie Une méthode précise de confection des éprouvettes « chantier » et de prélèvement des éprouvettes d’essais a été établie. Certaines mesures ont été doublées, en effet, les essais ont été réalisés en parallèle au CSTB et à l’ENTPE. La procédure retenue est la suivante :

1. Procédure de réalisation des éprouvettes « chantier » : Deux types d’éprouvettes ont été confectionnés :

o Bétons mis en œuvre manuellement par déversement entre deux banches o Bétons mis en œuvre par projection machine sur une banche

45

Dans les deux cas, les éprouvettes sont des murets de dimension 80cmx80cmx30cm. Pour la présente étude 10 murets ont été réalisés suivant la mise en œuvre manuelle et 10 murets ont été réalisés par projection machine. Dans les deux cas, les murets ont été confectionnés par une entreprise spécialisée les 22 et 23 juin 2006. Les dosages suivants ont été mis en œuvre :

Composant Chanvribat Nb de sacs (200 l)

Tradical 70 Nb de sacs (22 kg)

Eau litres

Murets Banchés 8 16 320 Murets Projetés 13 26 390

2. Prélèvement des éprouvettes d’essais : Après séchage en condition chantier (à l’extérieur mais sous abri) les éprouvettes d’essais sont prélevées suivant les schémas ci-dessous : Pour la découpe des échantillons, plusieurs techniques ont été expérimentées. Celles qui ont été adoptée consistent à découper de manière grossière l’échantillon à la tronçonneuse, puis de réaliser une découpe plus précise à la scie ruban ou d’utiliser une scie « crocodile ». Le dégagement de poussières lors des opérations de découpe nécessite de porter des EPI pour les réaliser.

Éprouvette 56cmx14cmx14cm Pour essais de flexion

Éprouvette 20cmx20cm Pour essais de compression

Éprouvette 30cmx30cmx5cm Pour mesures conductivité

1

2

3

456

46

3. Procédures d’essais :

o Essais mécaniques Résistance en compression : Les essais sont réalisés sur des éprouvettes de 200 x 200 x 200 suivant la norme NF EN 826 : « Produits isolants thermiques destinés aux applications du bâtiment Détermination du comportement en compression » Dimensions des éprouvettes : Deux sens de sollicitation sont définis tel que : La vitesse d’essai en mm/min est définie en fonction de l’épaisseur de l’éprouvette v = épaisseur / 10.



7

1098


11

12

Sens vertical

Sens normal

Mur

47

Résistance en flexion Les essais sont réalisés suivant la norme NF EN 12089 : « Produits isolants thermiques destinés aux applications du bâtiment - Détermination du comportement en flexion » La vitesse d’essai en mm/min est définie par la norme à 10mm/min. La méthode d’essai choisie dans la norme et la méthode A qui indique que la distance entre appuis doit être égale à la longueur de l’éprouvette dans ses dimensions d’origine moins 100mm. Etant donné que la longueur de nos éprouvettes a était définie pour être 560mm la distance entre appuis de nos essais était de 460mm. Deux sens de sollicitation sont définis tel que : NB : Les essais ont été réalisés à 6 mois (phase 1) et à 12 mois (phase 2)

o Conductivité thermique NF EN 12664 (Juillet 2001) « Performance thermique des matériaux et produits pour le bâtiment - Détermination de la résistance thermique par la méthode de la plaque chaude gardée et la méthode fluxmétrique - Produits secs et humides de moyenne et basse résistance thermique » La présente norme spécifie les principes et les modes opératoires d'essai relatifs à la détermination, par les méthodes de la plaque chaude gardée ou fluxmétrique, de la résistance thermique des éprouvettes d'essai à l'état sec ou conditionnées à l'équilibre en atmosphère humide, et ayant une résistance thermique d'au moins 0,1 m² K/W ainsi qu'une transmissivité (hygro)thermique ou une conductivité thermique ne dépassant pas 2,0 W/(m-K). (On peut considérer que la résistance thermique de la plupart des éprouvettes de maçonnerie est inférieure à 0,5 m². K/W.)Elle s'applique en principe à toute température moyenne d'essai, mais la conception d'appareillage en annexe D vise essentiellement un fonctionnement entre une température minimale de l'unité de refroidissement de - 100 °C et une température maximale de l'unité de chauffage de + 100 °C. Bien qu'elle soit avant tout destinée aux matériaux pour le bâtiment, cette norme peut également être utilisée pour des éprouvettes de tout matériau conforme aux exigences spécifiées. Elle peut être utilisée pour des éprouvettes constituées de l'âme d'éléments creux de maçonnerie, mais la constitution de vides dans l'éprouvette n'est pas autorisée. La présente norme ne couvre pas les mesurages de produits épais de haute et moyenne résistance thermique

Sens vertical

Sens normal

Mur

48

9.1.3.3 Résultats

9.1.3.3.1 Mesures de résistances en compression et en flexion 1- Résistance en compression : Les principaux résultats sont synthétisés dans les tableaux suivants : Phase 1 (éprouvettes à 6 mois)

N° Eprouvettes Sens

Sollicitation


MPa

Résistance à la compression

MPa

Déplacement à F Max

mm

Mur Banché 3 Normal 60 0,48 4,77 Mur Banché 4 Normal 35 0,30 7,42 Mur Banché 5 Normal 25 0,29 7,94

Moyenne Normal 40±18 0.36±0.10 6.7±1.70 Mur Banché 6 Vertical 17 0,27 7,97 Mur Banché 8 Vertical 11 0,35 24,08 Mur Banché 9 Vertical 10 0,21 12,51

Moyenne Vertical 13±4 0.27±0.07 14.9±8.31 Mur Projeté 3 Normal 27 0,71 45,65 Mur Projeté 4 Normal 57 0,67 50,89 Mur Projeté 5 Normal 32 0,69 51,71

Moyenne Normal 39±16 0.69±0.02 49.4±3.29 Mur Projeté 6 Vertical 80 0,66 3,49 Mur Projeté 8 Vertical 85 0,92 4,46 Mur Projeté 9 Vertical 70 0,79 4,04

Moyenne Vertical 78±8 0.79±0.13 4±0.49 Tableau AC1-1 : Résistance en compression– Phase 1 (6 mois) - CSTB

Les graphes ci-dessous reprennent les différents essais de compression (CSTB et ENTPE) sur les éprouvettes de 6 mois réalisées par la technique du banché (graphe AC1-1) et par projection machine (graphe AC1-2).

49

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Déplacement %

Rés

ista

nce

à la

com

pres

sion

MP

a

CMBCn3

CMBCn4

CMBCn5

CMBCv8

CMBCv6

CMBCv9

EMBC2ep5

EMBC4ep1

EMBC1ep6

Graphe AC1-1 : Résistance à la compression, mur béton de chanvre banché, 6 mois

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Déplacement %

Rés

ista

nce

à la

com

pres

sion

MP

a

CMPCn4

CMPCn3

CMPCn5

CMPCv6

CMPCv9

CMPCv8

Projeté vertical

Projeté normal

Graphe AC1-2 : Résistance à la compression, mur béton de chanvre projeté, 6 mois

Dans le cas du mur projeté, on constate une réelle différence de comportement en fonction du sens de sollicitation (vertical ou normal) due à l’arrangement des particules de chanvre lors de la mise en œuvre. Cette différence est beaucoup moins marquée lorsqu’il s’agit d’une mise en œuvre manuelle.

50

Phase 2 (éprouvettes à 12 mois)


Sollicitation


MPa


MPa


mm

Mur Projeté 1 Normal 43 0,85 24,35

Mur Projeté 2 Normal 40 0,78 22,10

Moyenne Normal 42±2 0.81±0.05 23. 2±1.6 Mur Projeté 1 Vertical 77 0,69 5,85

Mur Projeté 2 Vertical 47 0,91 9,99

Moyenne Vertical 62±21 0.8±0.16 7.9±2.9 Tableau AC1-2 : Résistance en compression– Phase 2 (12 mois)

Des mesures ont été réalisées en parallèle à l’ENTPE (en phase 2 : 12 mois), les résultats sont synthétisés ci-dessous :

N° Eprouvettes Module d’élasticité

MPa


MPa

Déplacement à F Max mm

Mur projeté 1 63 1,1 Mur projeté 2 56 1,14 Mur projeté 3 70 1,08 Mur projeté 4 266 1,4 Mur projeté 5 75 0,86

Tableau AC1-3 : Résistance en compression– Phase 2 (12 mois) - ENTPE

Photo AC1-1 : Test en compression

51

Le graphe ci-dessous reprend les différents essais de compression (ENTPE et CSTB) sur les éprouvettes de 12 mois réalisées par projection machine.

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Déplacement %

Rés

ista

nce

à la

com

pres

sion

MP

a

C Mur P v1

C Mur P v2

C Mur P n1

C Mur P n2

E Mur P Cub1

E Mur P Cub1bis

E Mur P cub3

E Mur P cub 4

E Mur P cub5

Graphe AC1-3 : Résistance à la compression, projection machine, phase 2 (12 mois)

Mis à part pour l’éprouvette 4 toutes les courbes révèlent un comportement élasto-plastique avec un palier de ductilité élevé : le matériau subit des déformations axiales importantes avant rupture. Il apparaît toutefois quelques différences de comportement en fonction du sens de la sollicitation lors de l’essai (normal ou vertical). Cette différence est due à l’arrangement des particules de chanvre lors de la mise en oeuvre La courbe de l’essai relatif à l’échantillon 4 paraît plus étonnante. Il semble que les flux d’écoulement inhérent à une mise en œuvre mécanisée ait conduit à des couches de matériaux plus denses en liant, couches qui fonctionnent verticalement (en bielles indépendantes). Cet essai ne semble pas représentatif du comportement général du matériau. La bonne cohérence des autres essais tend à montrer la bonne homogénéité des échantillons découpés dans le mur. Cela valide donc la procédure de découpe des échantillons et de caractérisation du matériau à partir d’éléments de mur fabriqués puis conservés sur chantier. 2-Résistance en flexion : Phase 1 (éprouvettes à 6 mois) : Les principaux résultats sont synthétisés dans les tableaux ci-dessous.

52


Sollicitation

Résistance à la flexion MPa


mm Mur Banché 2 Normal 0,10 1,09 Mur Banché 12 Normal 0,25 1,28

Moyenne Normal 0.18±0.11 1.18±0.14 Mur Banché 7 Vertical 0,11 1,95 Mur Banché 11 Vertical 0,15 2,19

Moyenne Vertical 0.13±0.03 2.07±0.17 Mur Projeté 2 Normal 0,42 3,19 Mur Projeté 12 Normal 0,17 0,91

Moyenne Normal 0.29±0.17 2.05±1.61 Mur Projeté 7 Vertical 0,23 1,12 Mur Projeté 11 Vertical 0,15 0,79

Moyenne Vertical 0.19±0.06 0.95±0.23 Tableau AC1-4: Résistance à la flexion - Phase 1 – 6 mois - CSTB

Les courbes forces vs flèche sont présentées dans les graphes ci-dessous pour les deux techniques de mise en œuvre (pour les essais réalisés au CSTB et à l’ENTPE).

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0 2 4 6 8 10 12 14

Déplacement mm

Rés

ista

nce

à la

flex

ion

MP

a

CMBFn2

CMBFn12

CMBFv7

CMBFv11

EMBFv2

Graphe AC1-4 : Résistance à la flexion mur banché : phase 1 (éprouvettes à 6 mois)

53

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

Déplacement mm

Rés

ista

nce

à la

flex

ion

MP

a CMPFn2

CMPFn12

CMPFv7

CMPFv11

Graphe AC1-5 : Résistance à la flexion mur projeté : phase 1 (éprouvettes à 6 mois)


Sollicitation



mm Mur Projeté 1 Vertical 0,64 2,82 Mur Projeté 2 Vertical 0,94 3,17

Moyenne Vertical 0.79±0.22 2.99±0.25 Mur Projeté 1 Normal 0,54 1,19 Mur Projeté 2 Normal 0,66 1,13

Moyenne Normal 0.6±0.08 1.16±0.05 Tableau AC1-5 : Résistance à la flexion – Phase 2 – 12 mois-CSTB

Les essais réalisés à l’ENTPE sont synthétisés dans le tableau suivant :

Résistance à la flexion

MPa Mur projeté 2 0,618 Mur projeté 12 0,729

Mur projeté 12 bis 1,184 Tableau AC1-6 : Résistance à la flexion – Phase 2 – 12 mois -ENTPE

54

Les courbes forces vs flèche sont présentées dans le graphe ci-dessous pour la projection machine (pour les essais réalisés au CSTB et à l’ENTPE).

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 1 2 3 4 5 6 7

Déplacement mm

Rés

ista

nce

à la

flex

ion

MP

a

CMPFv2

CMPFv1

CMPFn1

CMPFn2

EMPFv2

EMPFv12

EMPFv12bis

Graphe AC1-5 : Résistance à la flexion, mur projeté, phase 2 (12 mois)

Photo AC2-2: Test en flexion

55

9.1.3.3.2 Mesures de conductivité thermique La mesure de conductivité thermique est réalisée sur quatre éprouvettes correspondant à l’éprouvette n°1 de chaque mur.

Position des éprouvettes dans le mur

Les mesures sont réalisées à deux états de conservation. L’état à 50 % d’humidité relative correspondant à une condition d’utilisation normale, L’état sec obtenu par séchage à 70 C jusqu’à masse constante permet la comparaison des différentes formulations. Ces résultats montrent l’incidence de l’humidité sur la conductivité thermique (Tableau AC1-7) Le tableau AC1-8 fait apparaître la teneur en eau effective des éprouvettes mesurées à l’état ambiant. Le mur banché voit sa conductivité thermique augmenter de 20% environ entre ces deux états alors que celle du mur projeté augmente de plus de 35 %.

Etat ambiant à 50% HR Etat sec

Epaisseur (mm) ρ

(kg/m3)

Conductivité thermique (mW/m.K)

ρ (kg/m3)


56.6 397.8 117.7 371.7 98.6 Mur Banché (300x300mm) 58.9 384.3 120.3 358.0 96.8

Moyenne 391.05 119 364.85 97.7 64.6 485.5 126 443.8 98.9 Mur Projeté

(300x300mm) 59.2 487.9 153 437.8 104.4 Moyenne - 486.7 139.5 440.8 101.65

Tableau AC1-7 : Conductivité thermique des murs


56

Masse avant Etuvage (g)

Masse après

Etuvage (g)

Perte de Masse (%)

2026.4 1893.5 6.6 Mur Banché (300x300mm) 2037.18 1897.64 6.8 Moyenne 6.7

2822.85 2580.5 8.6 Mur Projeté (300x300mm) 2599.47 2332.7 10.3 Moyenne - - 9.45

Tableau AC1-8 : Teneur en eau des murs avant mesure de la conductivité thermique

9.1.3.3.3 Mesures de densités A partir de la mesure de la masse des diverses éprouvettes, les masses volumiques sont évaluées (Cf. tableau ci-dessous). On observe une bonne homogénéité avec un faible écart type de l’ordre de 4% de la moyenne. La valeur moyenne apparaît comme assez basse au regard des valeurs indiquées dans les Règles Professionnelles (valeurs comprises entre 200 et 1000kg/m3). Ce résultat comparé aux valeurs du béton projeté montre que la mise en œuvre par banchage conduit à des bétons secs plus « légers » que la technique de mise en œuvre par projection. Remarque : Une valeur de masse volumique pour le Cube 200 n°1 – Ep.6 est extrêmement faible sans qu’il soit possible de l’attribuer, avec certitude, à une erreur de mesure ou à un défaut de l’éprouvette. L’erreur semble la plus plausible car l’essai mécanique ne conduit pas à des résultats aberrants. Cette valeur a donc été retirée pour l’analyse des résultats.

Tableau AC1-9 : Variation des masses volumiques évaluées sur éprouvettes découpées dans les murs

(Phases 1 = mise en œuvre manuelle Phase 2 = mise en œuvre projetée).

Ep. Masse (g) Masse Vol. (kg/m3)Phase 1

Cube 200 n�1 6 1082 135,3Cube 200 n�2 5 3302 412,8Cube 300 n�4 1 10366 383,9Cube 2030 3 & 4 4720 393,3Prisme n� 2 2 **

Moyenne 397±14,7

Phase 2Cube 200 n�1 1 4360 545,0Cube 200 n�1bis 4340 542,5Cube 200 n�3 3 4330 541,3Cube 200 n�4 4 4440 555,0Cube 200 n�5 5 4380 547,5Prisme 2 2 5758 524,6Prisme 12 12 5729 573,1Prisme 12bis 5594 559,6

Moyenne 548±14,4

57

9.1.4 Bilan des caractéristiques connues Les grandeurs caractéristiques issues des différents essais réalisés dans le cadre de cette étude sont présentées dans le tableau de synthèse suivant :

Mise en œuvre manuelle (mur banché) Densité Kg/m3

Module (compression)

MPa


MPa



6 mois 6 mois 6 mois Sec Ambiant (50% HR)

Verticale. Normale. Verticale. Normale. Verticale. Normale. 397 13 40 0,27 0,36 0,13 0,18 97,7 119

Mise en œuvre par projection machine Densité Kg/m3


MPa

Résistance à la compression MPa



6 mois 12 mois 6 mois 12 mois 6 mois 12 mois Sec Ambiant (50% HR)

Vertic. Norm.. Vertic. Norm..

Vertic. Norm. Vertic. Norm..

Vertic. Norm.. Vertic. Norm..

548 78 39 62 (cstb) 66

(entpe)

42 0,79 0,69 0,8 (cstb) 1,05

(entpe)

0,81 0,19 0,29 0,79 (cstb) 0,84

(entpe)

0,6 101,65 139,5


9.2.1 Méthode suivie Les règles professionnelles de mise en œuvre des bétons et mortiers de chanvre ont été réalisées dans le cadre du projet « Règles professionnelles d’exécutions d’ouvrages en bétons et mortiers de chanvre ». Toutefois le projet ASCNI a contribué à enrichir et valider ces règles professionnelles. La réalisation de murs en bétons de chanvre est décrite dans le document « Règles professionnelles d’exécutions de murs en béton de chanvre ». Ces règles s’appuient sur 20 ans d’expérience chantier des professionnels de la construction en chanvre. Elles ont été rédigées par un groupe de travail d’une vingtaine de personnes composé d’artisan, d’architectes, d’industriels de la construction et de scientifiques (CEBTP, ENTPE). La réalisation du document a nécessité plus d’une dizaine de réunion de travail du groupe de rédaction. Par ailleurs, ces règles ont été successivement validées par l’APAVE et les différentes unions des métiers de la FFB. Enfin, elles ont été acceptées comme règles professionnelles expérimentales pour une durée de un an par la C2P* (commission prévention produit) de l’Agence Qualité Construction. * La C2P (commission prévention produit) pilote des actions de prévention des sinistres liés aux matériaux de construction et aux textes définissant leur mise en œuvre. Elle est constitué de représentants : des assurances, des bureaux de contrôle, des entreprises du bâtiment (FFB, CAPEB), des industriels de la construction (AIMCC) et de scientifiques de la construction.

9.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels Les retours d’expérience des professionnels ont permis de mettre en évidence les points particuliers et singuliers de la mise en œuvre des bétons de chanvre pour la réalisation de murs. Ces retours d’expérience concernent une dizaine de chantiers. Les points particuliers auxquels il faut être attentifs et les conséquences sur la mise en œuvre sont synthétisés dans le tableau ci-dessous.

Points clés Conséquences sur la mise en œuvre Choix des matières premières (granulat chanvre + liant)

o Nécessité de choisir des matières premières préconisées par les producteurs et fabricants pour une utilisation « bétons de chanvre ».

Gestion de l’humidité o Proscrire les revêtements imperméables à la vapeur d’eau

o Mise en place de ruptures de remontées capillaires

o Prescrire une garde au sol de 20 cm minimum.

Influence de l’ossature sur la stabilité o Prescrire une épaisseur d’enrobage

60

mécanique des bétons de chanvre minimum o Proscrire les ossatures traversantes

Protection des bétons de chanvre o Nécessité de mettre en œuvre un revêtement de protection perméable à la vapeur d’eau (enduit à la chaux ou bardage)

Fixations o Calpinage et fixation de fourrures apparentes sur l’ossature.

Tous ces points clés sont traités et mis en évidence dans les bonnes pratiques (Règles professionnelles).

9.2.3 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre Les bonnes pratiques de mise en œuvre sont décrites dans les Règles professionnelles d’exécution de murs en bétons de chanvre. Toutefois, il convient de rappeler que ces règles ne traitent pas de la mise en œuvre par projection machine, il convient donc ici d’en préciser les similitudes et les différences. Les matières premières utilisées (granulat chanvre + liant) sont identiques à celles utilisées pour la mise en œuvre manuelle. Le mélange de ces matières premières est réalisé à sec dans un malaxeur, l’apport d’eau est effectué au niveau de la buse de projection. Les prescriptions concernant l’ossature, les épaisseurs d’enrobage minimum, les ouvertures, les passages des réseaux, les fixations et les revêtements de finition sont identiques. Seule, la mise en place du béton de chanvre change. Les principales étapes de cette mise en place sont les suivantes :

1. Fixation des banches sur une face de l’ossature (avec mise en place en surface d’un film polyéthylène pour faciliter le décoffrage).

2. Projection du béton de chanvre sur les banches sur toute l’épaisseur du mur que l’on souhaite réaliser et sur la totalité du pan de mur.

3. Dressage vertical du mur à la règle. 4. Décoffrage.

La description de la mise en œuvre par projection machine pourrait être intégrée à la prochaine version des règles professionnelles.

10 2ème Application des bétons de chanvre : le "sol" La deuxième application concernée par le projet et l’application « sol ». Il s’agit pour cette application d’utiliser des bétons de chanvre pour réaliser des isolations de sol sur terre plein ou sur plancher d’étage.



61

Les performances essentielles sont les performances « à minima » qui permettent d’assurer les fonctions principales de l’application. Pour l’application « sol » ces fonctions sont les suivantes : isoler thermiquement et assurer le confort thermique

La fonction « isoler thermiquement » va dépendre de la conductivité thermique du béton de chanvre et de l’épaisseur mise en œuvre. Il est donc important de connaître la conductivité thermique du béton de chanvre et de préconiser des épaisseurs minimales de mise en œuvre. recevoir un revêtement de sol et/ou une chape de répartition finition

La fonction « recevoir un revêtement de sol » est liée à la teneur en eau du béton de chanvre. Il s’agit donc de suivre l’évolution de la teneur en eau au cours du séchage afin de préciser les conditions de mise en œuvre en fonction de la nature du revêtement de sol. Par ailleurs cette fonction dépend aussi des caractéristiques mécaniques des bétons de chanvre.





Isoler thermiquement • Paramètres matériau (Dosage) • Paramètres mise en oeuvre (épaisseur de béton de chanvre)

Mesure de conductivité thermique Mesure de densité

Recevoir un revêtement de sol

• Paramètres matériau (Quantité d’eau du mélange, taux d’humidité)

Suivi du taux d’humidité en cours de séchage. Mesure des caractéristiques mécaniques

10.1.2 Etat de l'art Les essais réalisés à l’échelle laboratoire sur le matériau béton de chanvre utilisé pour réaliser des isolations de sol concernent notamment des mesures de caractéristiques mécaniques, thermique et acoustiques. Ces mesures ont été effectuées sur des bétons de chanvre réalisés à partir d’un liant à base de chaux aérienne (nom commercial Tradical PF70) et d’un granulat chanvre. Un tableau de synthèse de ces grandeurs est présenté ci-dessous :

Densité sèche1


à 28 jours


à 28 jours

(MPa)



Forme de 15 cm

62

(kg/m3) (MPa) (W.m-1K-1) (m2KW-1) 500 20 0,3 0,10 1,5


10.1.3.1 Choix des essais complémentaires Tout comme pour l’application « mur », dans toutes les études précédentes les essais ont été menés sur des éprouvettes réalisées en laboratoire. Dans la mesure où le produit « béton de chanvre » est confectionné sur chantier, il convient de vérifier ces caractéristiques sur des éprouvettes réalisées en « condition chantier ». Les essais complémentaires suivants ont été effectués sur des éprouvettes « chantier » :

o Mesures de résistances en compression et en flexion o Mesures de conductivité thermique

Parallèlement à ces essais sur des éprouvettes « chantier » des essais mécaniques ont été effectuées sur des éprouvettes « laboratoires » réalisées avec des bétons chanvre confectionnés avec différents liants.

10.1.3.2 Méthodologie Une méthode précise de confection des éprouvettes « chantier » et de prélèvement des éprouvettes d’essais a été établie. La procédure retenue est la suivante :

1. Réalisation des éprouvettes « chantier » : Des éprouvettes de dimension 80cmx80cmx15cm ont été confectionnées par déversement. Pour la présente étude 10 éprouvettes « chantier » ont été réalisées par une entreprise spécialisée les 22 et 23 juin 2006. Les dosages suivants ont été mis en œuvre :

Composant Chanvribat Nb de sacs (200l)

Tradical 70 Nb de sacs (22 kg)

Eau litres

Sol 3 7.5 188

2. Prélèvement des éprouvettes d’essais : Après séchage en condition chantier (à l’extérieur mais sous abri) les éprouvettes d’essais sont prélevées suivant les schémas ci-dessous : Pour la découpe des échantillons, plusieurs techniques ont été expérimentées. Celles qui ont été adoptée consistent à découper de manière grossière l’échantillon à la tronçonneuse, puis

63

de réaliser une découpe plus précise à la scie ruban ou d’utiliser une scie « crocodile ». Le dégagement de poussières lors des opérations de découpe nécessite de porter des EPI pour les réaliser.




1

2

3

456



7

1098

11

12

64

3. Procédures d’essais : Les procédures d’essais sont identiques aux procédures utilisées pour l’application MUR avec pour les essais mécaniques deux sens de sollicitation :

10.1.3.3 Résultats

10.1.3.3.1 Mesures de résistances en compression et en flexion 1-Résistance en compression Les principaux résultats sont synthétisés dans les tableaux ci-dessous.


Sollicitation


MPa


MPa


mm

Sol 3 Vertical 28 0,61 21,58 Sol 4 Vertical 22 0,47 19,14


Sens vertical

Sens normal

Sol

65

Sol 5 Vertical 17 0,51 22,31 Moyenne Vertical 22±6 0,53±0,07 21,01±1,66

Sol 6 Normal 37 0,39 4,90 Sol 8 Normal 54 0,46 4,02 Sol 9 Normal 41 0,38 3,96

Moyenne Normal 44±9 0,41±0,04 4,29±0,53 Tableau AC2-1 : Résistance en compression du SOL

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Déplacement %

Rés

ista

nce

à la

com

pres

sion

MP

a

CSBCv3CSBCv4CSBCv5CSBCn6CSBCn8CSBCn9

Sens VerticalSens Normal

Graphe AC2-1 : Résistance à la compression pour différents sens de sollicitation

2-Résistance en flexion


Sollicitation



mm Sol 2 Vertical 0,26 1,67 Sol 12 Vertical 0,25 1,14

Moyenne Vertical 0,25±0.01 1,40±0.37 Sol 7 Normal 0,31 1,98 Sol 11 Normal 0,25 2,14

Moyenne Normal 0,28±0.04 2,06±0.11 Tableau AC2-2 : Résistance en Flexion du SOL

66

Les courbes forces vs flèche sont présentées dans le graphe ci-dessous

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Déplacement mm

Rés

ista

nce

à la

flex

ion

MP

a

CSBFn2CSBFn12CSBFv7CSBFv11

Sens Normal

Sens vertical

Graphe AC2-2 : Résistance à la compression en fonction de la flèche

10.1.3.3.2 Mesures de conductivité thermique Les mesures sont réalisées à deux états de conservation. L’état à 50 % d’humidité relative correspondant à une condition d’utilisation normale, L’état sec obtenu par séchage à 70 C jusqu’à masse constante permet la comparaison des différentes formulations. Ces résultats montrent l’incidence de l’humidité sur la conductivité thermique (Tableau AC2-3) Le tableau AC2-4 fait apparaître la teneur en eau effective des éprouvettes mesurées à l’état ambiant. La conductivité thermique du sol augmente de 15% environ entre ces deux états.

Etat ambiant 50% HR Etat sec

Epaisseur (mm) ρ

(kg/m3)


ρ (kg/m3)


58.8 412.4 96.1 393.6 84.4 Plancher (300x300mm) 57.2 429.8 109 402.8 95.8

Moyenne - 421.1 102.6 398.2 90.1 Tableau AC2-3 : Conductivité thermique du sol

67

Masse avant Etuvage (g)

Masse après

Etuvage (g)

Perte de Masse (%)

2182.4 2082.83 4.6 Plancher (300x300mm) 2212.6 2073.64 6.3

Moyenne - - 5.5 Tableau AC2-4 : Teneur en eau du sol avant mesure de la conductivité thermique

10.1.3.3.3 Essais mécanique avec d’autres types de liants Les essais réalisés sur les différents liants ont été effectués par l’ENTPE – LGM. Ils ont porté sur la prise de différents liants en mélanges avec des granulats chanvre, prise évaluée à 28 jours, sur une formulation pour une utilisation du béton de chanvre en isolation « sol » en suivant les préconisations des Règles Professionnelles. Dans cette configuration, les performances minimales attendues pour ces mélanges en conditions dites standard (20°C et 50% HR) sont de 15 MPa pour le module et 0,2 MPa pour la résistance en compression simple. Trois liants à base de chaux hydrauliques de producteurs de chaux différents ont donc été testés et les performances comparées au liant Tradical PF 70. Les performances ont été mesurées à 28 jours. On présentera aussi dans ce document les résultats d’essais réalisés, dans le cadre d’un projet attaché aux Règles Professionnelles de la Construction en Chanvre. Ces essais concernent les mêmes mélanges testés en considérant trois autres ambiances pour des humidités relatives variables, avant réalisation des essais de résistance à la compression simple à 28 jours. Ces ambiances sont les suivantes : 100%HR et 20°C, 75%HR et 20°C et 30%HR et 20°C. Ces conditions imposées visent à représenter correctement et dans leurs diversités, les conditions atmosphériques sur divers sites de France métropolitaine. Quatre liants proposés par des fabricants différents, ont été testés. Trois de ces liants sont à base de chaux hydrauliques et appartiennent chacun à une classe différente de la normalisation. Les résultats ont ensuite été comparés aux performances des bétons préparés à base de Tradical PF70 de BCB. Nous avons donc testé. NHL2 : Chaux de Pavier Blanche, NHL3,5 : Saint Astier Chaux Blanche Pure LC**** EN 459-1, NHL3,5 Z : Lafarges Chaux Blanche, Tradical PF70 chaux pré - formulée à base de chaux aérienne. Pour assurer la confidentialité des résultats, les graphes et les références faites aux liants ne feront apparaître que des lettres de A à D pour distinguer entre elles les matières premières. La seule indication des équivalences suit : A = NHL3,5 Saint Astier, B = NHL3,5 Z Lafarges, C = NHL2 Chaux de Pavier et enfin, D = Tradical PF70 Balthazard et Cottes Bâtiment.

68

Comme base de comparaison, une formulation de type « Isolation de sol » (Règles Professionnelles d’Exécution) a été utilisée. Pour garder la même rhéologie initiale (un exemple de l’aspect visuel d’un mélange est présenté en annexe) et ne pas pénaliser des liants avec le dosage en eau, ce dosage a été adapté en fonction des différents liants. Ainsi, pour le liant B, le dosage eau a été réduit de -3,5 l par rapport à la gâchée normale i.e. une réduction 14,9 % et celui du liant C a été réduit de 4,88 l par rapport à la gâchée normale, soit une diminution de 20,4 %. Les échantillons ont été réalisés en suivant les spécifications des Règles Professionnelles . Le matériau est introduit en couches de 5 cm d’épaisseur puis compacté sous presse (la contrainte de compactage reste constante mais la force appliquée est modifiée suivant la géométrie du moule) puis ont été conditionnés en température et humidité relative jusqu’à la date d’essai à 28 jours. Pour les conditionnements à 100% et 75% HR, les éprouvettes sont séchées 2 jours avant la date prévue de l’essai de compression afin d’éviter que l’eau de saturation ne perturbe les résultats des essais d’écrasement. Pour chacun des liants, deux gâchées ont été réalisées à la bétonnière : 8 cylindres de 11 cm de diamètre et 22 cm de hauteur ont été fabriqués. Le matériau a été conservé dans ce cylindre tout au long de la cure. Seul le fond du moule a été retiré afin de permettre une ventilation axiale de l’échantillon. Pour les différents conditionnements, à 28 jours, deux cylindres sont testés en compression simple. Les résultats des essais sont compilés pour chaque liant graphes AC2-3 à AC2-7. 7 à 11. Les différentes courbes obtenues conduisent aux observations suivantes : Les essais menés sur des échantillons différents mais pour les mêmes formulations et les mêmes conditions de cure sont proches ce qui démontre la répétabilité correcte à la fois de la procédure de réalisation des éprouvettes et celle de réalisation des essais. Pour le liant A, on observe le niveau très modeste des résistances à la compression quelles que soient les conditions de cure, puisque à 28 jours, les résistances restent limitées à 0,18 MPa pour une cure à 30% HR. Par contre des cures à 75 et 100% HR conduisent à de faibles résistances après 28 jours. Un essai supplémentaire conduit à 90 jours pour un échantillon ayant séjourné à 50% HR montre une progression dans la prise en comparaison des cylindres testés après 28 jours, cependant la résistance atteinte ne permet pas de répondre aux exigences des Règles Professionnelles en termes de performances. Pour le liant B, les évolutions conduisent à des résistances à la compression plus élevées (0,30 MPa). On observe que ces valeurs ne sont obtenues que pour une cure à 50 % HR. Des cures à 30 % et 100 % et dans une moindre mesure à 75% HR apparaissent comme bien plus préjudiciables à la prise du liant puisque dans ces conditions là, la résistance reste limitée à 0,15 MPa. Pour le liant C, les courbes montrent un palier plastique post-pic qui pourrait être lié à un prise très partielle du liant. Suivant les conditions de cure, on observe une résistance à la compression comprise entre 0,1 et 0,23 MPa. Comme dans le cas précédent, les cures à 75 et 100% HR conduisent aux plus faibles résistances à la compression, celles à 50% aux résistances les plus élevées. Un essai complémentaire réalisé sur une éprouvette à 90 jours

69

ayant subi une cure à 50% HR montre une évolution de la prise et de la résistance qui atteint alors 0,28 MPa. Pour le liant D, on observe là encore des courbes caractéristiques de prise partielle du liant : un plateau post-pic (parfois deux) est (sont) marqués pour tous les échantillons notamment ceux ayant subis une cure à 100, 75 et 30% HR. La résistance mesurée est alors comprise entre 0,15 et 0,25 MPa. Il faut observer que pour un conditionnement à 50% ou 30% HR, la prise semble plus avancée et la résistance est la plus élevée du lot des échantillons puisqu’elle dépasse les 0,3 MPa requis dans les Règles Professionnelles de la Construction en Chanvre. Notons que les performances obtenues en conditions de faible humidité relative sont remarquables en comparaison des autres liants testés. Ensuite, un essai complémentaire réalisé sur une éprouvette à 90 jours ayant subi une cure à 50% HR montre une évolution de la prise et de la résistance qui atteint alors pratiquement 0,4 MPa. Globalement, il apparaît que tous les matériaux n’ont pas après 28 jours une prise suffisamment avancée pour juger des performances du liant. Beaucoup d’éprouvettes présentent en compression simple, une évolution caractéristique d’une prise très partielle : le liant se rompt rapidement et la compressibilité macroscopique des particules de chènevotte est ensuite mobilisée. De ce fait, les résistances en compression retenue sont faibles et ne rendent pas compte des performances à long terme de ces matériaux. Pour pratiquement tous les mélanges (à l’exception du liant D), les conditions extrêmes testées aussi bien en haute humidité relative (proche de 100%) qu’en basse (à 30%HR), semblent créer des ambiances peu propices à la prise mécanique de ces liants hydrauliques.

Graphe AC2-3 : Essais de résistance à la compression simple pour différentes conditions de cure, compilation pour le liant A.

Rc 28 jours RPD liant A

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

0,20

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

ε

RPD 30% A22

RPD 30% A21

RPD 50% A7

RPD 50% A5

RPD 50% A1

RPD A3 75%

RPD A6 100%

RPD 50% 90j A9

70

Graphe AC2-4 : Essais de résistance à la compression simple pour différentes conditions de cure, compilation pour le liant B.

Graphe AC2-5 : Essais de résistance à la compression simple pour différentes conditions de cure, compilation pour le liant C.

Rc 28 jours liant B

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

ε

RPD 30% B21

RPD 30% B22

RPD 30% B23

RPD 50% B8

RPD 50% B5

RPD 75% B2

RPD 100% B3

RP d 6 B � 3 mois

Rc 28 jours - Liant C

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12ε

RPD C23 30%

RPD C21 30%

RPD C22 30%

RPD C8 50%

RPD C9 50%

RPD C5 50%

RPD C3 75%

RPD C2 100%hr

RPD 50% 90j C4

71

Graphe AC2-6 : Essais de résistance à la compression simple pour différentes conditions de cure, compilation pour le liant D.

Graphe AC2-7 : Essais de résistance à la compression simple pour les échantillons ayant subi une cure à 20°C et 50% HR, avec indication des prescriptions des Règles Professionnelles.

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

RPD 30% D4 RPD 30% D2RPD 50% D10 RPD 50% D16RPD 75% D5 RPD 75% D11RPD 100% D3 RPD 100% D12RPD 50% 90j D1

Rc 28 jours RPD - Conservation

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14ε

RPD A1 50%

RPD A5 50%

RPD A7 50%

RPD B5 50%

RPD B8 50%

RPD C5 50%

RPD C8 50%

RPD 50% D10

RPD 50% D16

10.1.4 Bilan des caractéristiques connues Les principales caractéristiques établies dans le cadre de cette étude des bétons chanvre utilisés en isolation de sol sont les suivantes : Densité Kg/m3


MPa


MPa



6 mois 6 mois 6 mois Sec Ambiant (50% HR)

Verticale. Normale. Verticale. Normale. Verticale. Normale. 421 22 44 0,53 0,41 0,25 0,28 90,1 102,6


10.2.1 Méthode suivie La réalisation d’isolation de sols en bétons de chanvre est décrite dans le document « Règles professionnelles d’exécutions d’isolation de sols en béton de chanvre ». Ces règles ont été réalisées dans les mêmes conditions que les Règles d’exécution de murs en bétons de chanvre (Cf. § 8.2.1), elles ont été successivement validées par l’APAVE et les différentes unions des métiers de la FFB. Elles ont aussi été acceptées comme règles professionnelles expérimentales pour une durée de un an par la C2P* (commission prévention produit) de l’Agence Qualité Construction. * La C2P (commission prévention produit) pilote des actions de prévention des sinistres liés aux matériaux de construction et aux textes définissant leur mise en œuvre. Elle est constitué de représentants : des assurances, des bureaux de contrôle, des entreprises du bâtiment (FFB, CAPEB), des industriels de la construction (AIMCC) et de scientifiques de la construction.

10.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels Les retours d’expérience des professionnels ont permis de mettre en évidence les points particuliers et singuliers de la mise en œuvre des bétons de chanvre pour la réalisation d’isolation de sols. Ces retours d’expérience concernent une dizaine de chantiers. Les points particuliers auxquels il faut être attentifs et les conséquences sur la mise en œuvre sont synthétisés dans le tableau ci-dessous.


o Nécessité de choisir des matières premières préconisées par les producteurs et fabricants pour une utilisation « bétons de chanvre ».

Gestion de l’humidité o Nécessité de réaliser un empierrement ventilé dans le cas d’une mise en œuvre sur terre plein afin d’éviter les remonter d’humidité par capillarité.

o Proscrire les films imperméables et tous revêtements imperméables à la vapeur d’eau

Stabilité des revêtements de sol o Pour certains revêtements réalisation d’une chape de répartition


10.2.3 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre Les bonnes pratiques de mise en œuvre sont décrites dans les Règles professionnelles d’exécution d’isolation de sols en bétons de chanvre.

74

11 3ème Application des bétons de chanvre : les enduits intérieurs

La troisième application chanvre concernée par le projet est l’application « enduit ». Il s’agit d’enduits intérieurs. Ils sont composés :

o D’un gobetis (mortier de chanvre ou un mortier de sable et chaux). o D’un corps d’enduit en mortier de chanvre o D’une finition



Les performances essentielles sont les performances « à minima » qui permettent d’assurer les fonctions principales de l’application. Outre l’esthétique, les fonctions principales d’un enduit sont les suivantes :

o Tenir sur le support. o Garantir l’intégrité du support





Tenir sur le support • Paramètres matériau (Dosage) • Nature du support

Essais d’adhérence

Essais aux chocs Garantir l’intégrité du support

• Paramètre matériau (Porosité) Mesure de perméabilité

11.1.2 Etat de l'art Les essais réalisés à l’échelle laboratoire sur le matériau mortier de chanvre utilisé pour réaliser des enduits concernent notamment des mesures de caractéristiques mécaniques et thermiques. Ces mesures ont été effectuées sur des mortiers de chanvre réalisés à partir d’un liant à base de chaux aérienne (nom commercial Tradichanvre) et d’un granulat chanvre. Un tableau de synthèse de ces grandeurs est présenté ci-dessous :

75

Densité sèche1

(kg/m3)


à 28 jours

(MPa)

Résistance à la

compression à 28 jours

(MPa)


(W.m-1K-1)


Enduit de 10 cm

(m2KW-1)

800 25 0,4 0,17 0,59


11.1.3.1 Choix des essais complémentaires Afin de vérifier que les enduits chanvre permettent d’assurer les fonctions principales précisées au paragraphe 10.1.1 les essais complémentaires suivants ont été réalisées :

• Essais d’adhérence Les essais d’arrachement sur les enduits seront réalisés en s’inspirant des protocoles d’essais de l’ATE système d’isolation thermique extérieur.

• Mesure de perméabilité

11.1.3.2 Méthodologie La procédure de confection des éprouvettes est la suivante :

1. Réalisation des éprouvettes « chantier » : Des murets sont fabriqués avec les matériaux suivants : Les enduits chanvre sont réalisés sur ces différents murets conformément aux Règles professionnelles d’exécution d’enduits en bétons et mortier de chanvre.

• Brique, • Parpaings ciment • Béton lisse • Béton cellulaire

Ces murets enduits tests sont conservés dans les conditions de chantier, c'est-à-dire en extérieur. Les dosages suivants ont été mis en œuvre :

Composant Chanvribat litres

Tradichanvre kg

Eau litres

Enduit 66 50 33

76

2. Prélèvement des éprouvettes d’essais : Les essais sont réalisés directement sur les murets.

4. Procédures d’essais :

o Essais d’arrachement Ces essais sont réalisés suivant la Norme NFP 18-853 « Produits spéciaux destinés aux constructions en béton hydraulique - Produits ou systèmes de produits à base de résines synthétiques ou de liants hydrauliques destinés aux réparations de surface du béton durci - Essai d'adhérence par traction après cycles thermiques sur dalle support à surface » Les éprouvettes sont réalises de la manière suivante : Des carrés d’enduits de 10 cm de coté sont découpés jusqu’au support de manière délimiter la zone d’arrachement. Ensuite des plaques d’acier sont collées sur ces carrés (Cf. photo AC3-1 « Exemple de préparation des éprouvettes »). Le test d’arrachement est enfin réalisé à l’aide d’une machine d’essai mécanique Condition de test : Vitesse d’essai 1.5 mm/mn

Photo AC3-1 : Exemple de préparation des éprouvettes

o Perméabilité à la vapeur d’eau de l’enduit Chanvre. Les essais sont réalisés suivant les normes NF EN 12086 et Pr EN ISO 12572 : « Produits isolants thermiques destinés aux applications du bâtiment - Détermination des propriétés de transmission de la vapeur d'eau » Les éprouvettes, en forme de disques de diamètre 110 mm sont découpées dans des plaques et disposées dans des coupelles (Cf photo AC3-2). La partie inférieure de la coupelle contient une solution saline pour maintenir une humidité relative constante. L’ensemble est disposé dans une enceinte régulée en humidité. Le suivi de la masse de chaque coupelle est réalisé jusqu’à l’obtention d’une perte (ou gain) de masse constante à ±5% de la masse totale, pour cinq mesures successives.

77

L’essai est réalisé sur au moins 3 coupelles. La perméance est calculée à partir de la relation suivante :

PAPWΔ

=. (kg/s.m².Pa)

avec : - P : flux de vapeur (kg/s) calculé à partir de la pente de la courbe de variation de masse en fonction du temps, A : la surface de l’éprouvette (m²), ΔP : la différence de pression de vapeur d’eau (Pa). On en déduit la perméabilité δ par la relation suivante :

dW .=δ (kg/s.m.Pa) avec, d : l’épaisseur de l’éprouvette (m) Le facteur de résistance μ à la vapeur d’eau est déterminé par la relation :

δδ

μ a=

Avec δa : perméabilité à la vapeur d’eau de l’air

Photos AC3-2 : Coupelles

11.1.3.3 Résultats

11.1.3.3.1 Essais d’arrachement Support brique : Sur les sept éprouvettes testées, six présentent une rupture adhésive entre le support et le gobetis d’accrochage (Photo AC3-3), alors que la septième a une rupture cohésive dans l’enduit chanvre (Photo AC3-4). Les résultats très dispersés (tableau AC3-1) sont liés à ce gobetis d’accrochage manifestement inadapté à la brique.

78

N° Résistance à la traction

kPa

Déformation mm

1 4.5 0,3 2 32.2 0,1 3 72.7 1,0 4 45.4 0,2 5 10.7 0,2 6 10.1 1,1 7 22 0,1

Moyenne 28.2±24.3 0,4±0,4 Tableau AC3-1 : Résistance à l’arrachement - Support brique

Photo AC3-3 : Rupture adhésive _ Support brique

Photo AC3-4 : Rupture cohésive – Support brique

Support Béton cellulaire : Les quatre éprouvettes testées présentent une rupture cohésive dans l’enduit chanvre (photo AC3-5 et 6, tableau AC3-2).


KPa

Déformation mm

1 61.3 0,2 2 60.2 0,2 3 491 0,3 4 66.7 0,2

Moyenne 59.3±7.4 0,2±0,1 Tableau AC3-2 : Résistance à l’arrachement - Support BCA

79

Photo AC3-5 : Rupture adhésive _ Support BCA

Figure AC3-6 : Rupture cohésive – Support BCA

Support Béton: Comme pour le BCA les cinq éprouvettes testées présentent une rupture cohésive dans l’enduit chanvre (figure AC3-7 et 8, tableau AC3-3).


KPa

Déformation mm

1 58.3 0,2 2 69.1 0,2 3 63.0 0,3 4 74.5 0,2 5 68.3 0,1

Moyenne 66.6±6.2 0,2±0,1 Tableau AC3-3 : Résistance à l’arrachement - Support béton

Photo AC3-7 : Rupture adhésive _ Support béton

Photo AC3-8 : Rupture cohésive – Support béton

80

Support Parpaing: Les cinq éprouvettes testées présentent une rupture cohésive dans l’enduit chanvre (tableau AC3-4).

N° Résistance à la

traction KPa

Déformation mm

1 70.5 0,3 2 61.2 0,9 3 76.1 0,2 4 75.3 1,2 5 70.5 0,2

Moyenne 70.7±6.0 0,6±0,4 Tableau AC3-4 : Résistance à l’arrachement - Support parpaing

11.1.3.3.2 Mesures de perméabilité La norme propose plusieurs conditions expérimentales, deux ont été retenues : Condition A : 23 °C et 0- 50 % d’humidité relative (condition sèche) Condition B : 23 °C et 0- 80 % d’humidité relative (condition humide). Le tableau AC3-5 regroupe les mesures sur l’enduit. A titre de comparaison des mesures on été réalisés également sur des échantillons de mur projeté (Tableau AC3-6).

Perméabilité à la vapeur d’eau kg/s.m.Pa

Facteur μ

Conditions

Moyenne σ A 2.09 10-11 1.7 10-12 10 B 2.17 10-11 1.7 10-12 9

Tableau AC3-5 : Perméabilité de l’enduit chanvre

Perméabilité à la vapeur d’eau kg/s.m.Pa

Facteur μ

Conditions

Moyenne σ A 3.16 10-11 3.0 10-12 6 B 3.38 10-11 3.0 10-12 6

Tableau AC3-6 : Perméabilité du chanvre projeté L’enduit chanvre présente un facteur de résistance à la vapeur d’eau un peu supérieur au mur en chanvre et est équivalent aux autres enduits. Dans tout les cas ce facteur est du même ordre de grandeur que celui des supports utilisé dans notre étude (Terre cuite, Béton, BCA, Mortier) (Tableau AC3-7). Ce qui est favorable aux transferts de masse.

81

Matériaux Facteur μ

sec humide Enduit Chanvre 10 9 Chanvre Projeté 6 6 Plâtre 10 4 Enduit Chaux et plâtre 10 6 OSB 50 30 Laine minérale 1 1 Enduit mortier 20 10 BCA 10 6 Terre cuite 16 10

Tableau AC3-7 : Facteur de résistance à la vapeur d’eau

11.1.4 Bilan des caractéristiques connues

o Arrachement

Support Résistance à la traction

KPa

Déformation mm

Type de rupture

Parpaing 70,7±6 0,6±0,4 cohésive Béton cellulaire 59,3±7,4 0,2±0,1 cohésive Brique 28,2±24,3 0,4±0,4 Béton banché 66,6±6,2 0,2±0,1 cohésive

o Perméabilité à la vapeur d’eau

Matériaux Facteur μ

sec humide Enduit Chanvre 10 9 Chanvre Projeté 6 6


11.2.1 Méthode suivie La réalisation d’enduits en mortiers de chanvre est décrite dans le document « Règles professionnelles d’exécutions d’ouvrages en béton et mortier de chanvre : application d’enduit ». Ces règles ont été réalisées dans les mêmes conditions que les Règles d’exécution de murs et d’isolation de sols en bétons de chanvre (Cf. § 8.2.1), elles ont été successivement validées par l’APAVE et les différentes unions des métiers de la FFB. Elles ont aussi été acceptées comme règles professionnelles expérimentales pour une durée de un an par la C2P* (commission prévention produit) de l’Agence Qualité Construction.

82

* La C2P (commission prévention produit) pilote des actions de prévention des sinistres liés aux matériaux de construction et aux textes définissant leur mise en œuvre. Elle est constitué de représentants : des assurances, des bureaux de contrôle, des entreprises du bâtiment (FFB, CAPEB), des industriels de la construction (AIMCC) et de scientifiques de la construction.

11.2.2 Description des retours d'expérience des professionnels Les retours d’expérience des professionnels ont permis de mettre en évidence les points particuliers et singuliers de la mise en œuvre d’enduits en mortiers de chanvre. Les points particuliers auxquels il faut être attentifs et les conséquences sur la mise en œuvre sont synthétisés dans le tableau ci-dessous.


o Nécessité de choisir des matières premières préconisées par les producteurs et fabricants pour une utilisation « enduits de chanvre ».

Préparation du support o Préparer le support en suivant les « règles de l’art » de la mise en œuvre d’un enduit à la chaux.

o Réaliser un gobetis 48 heures avant le corps d’enduit.

Surface à enduire o Travailler en une seule fois sur toute la surface en enduire (une seule couche en plusieurs passes frais sur frais).

Gestion de l’humidité o Prescrire une couche de finition obligatoire (mortier chaux et sable) dans les pièces humides.


11.2.3 Description des bonnes pratiques de mise en œuvre Les bonnes pratiques de mise en œuvre sont décrites dans les Règles professionnelles d’exécution d’ouvrages en béton et mortier de chanvre : application enduit.

12 Conclusion Grâce à l’analyse bibliographique et à l’importante campagne d’essais réalisées, le projet « Analyse des caractéristiques des systèmes constructifs non industrialisés » a permis de

83

synthétiser et d’améliorer fortement le niveau de connaissance sur les performances techniques des systèmes constructifs à base de terre crue, pierre sèche et bétons de chanvre. Toutefois, le projet a montré les difficultés à travailler avec ces systèmes constructifs. Parmi les principales difficultés rencontrées pour qualifier les performances techniques de ces systèmes, il faut retenir notamment: - La variabilité des caractéristiques des matières premières utilisées notamment fibres

végétales et terres, - L’hétérogénéité des pratiques entre professionnels utilisant les techniques, - L’hétérogénéité des ouvrages réalisés (par exemple, le mur en pierre sèche) nécessitant de

travailler avec des éprouvettes de grandes dimensions. Pour lever ces obstacles, les partenaires du projet, encouragés par son comité de pilotage ont bien défini deux étapes nécessaires à la qualification de tous ces procédés constructifs : - Définition de règles professionnelles pour homogénéiser les pratiques lors de la réalisation

des ouvrages, - Evaluation des performances des ouvrages réalisés en suivant les règles professionnelles. Par ailleurs, Il sera important que les règles professionnelles comportent une rubrique sur la sélection et la qualification des matières premières utilisées.

13 Annexes

13.1 Annexe 1 : Bibliographie "terre crue" Adam E.A., Jones P.J., Thermophysical properties of stabilized soil building blocks, Building

and Environment, 30, 2, 245-253, 1995 Laurent J.-P., Rapport de synthèse, La durabilité des protections sur terre stabilisée:

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P’kla A., Caractéristiques en compression simple des blocs de terre comprimée (BTC): application aux maçonneries ‚BTC-Mortier de terre’, Thèse, INSA Lyon, 2002

85

13.2 Annexe 2 : bibliographie "pierre" Alves De Azeredo G. «Mise au point de procédures d´essais mécaniques sur mortiers de terre,

application à l´étude de leur rhéologie", thèse INSA/ENTPE, Novembre 2005 Bonal J., Stabilité des murs de soutènement en pierre sèche, Master Recherche MEGA

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86

13.3 Annexe 3 : Références des règles professionnelles d'exécution d'ouvrages en béton et mortier de chanvre

Commission « Règles Professionnelles Construction Chanvre », Règles professionnelles d’exécution de murs en bétons de chanvre, décembre 2006, 20p. Commission « Règles Professionnelles Construction Chanvre », Règles professionnelles d’exécution d’isolation de sols en bétons de chanvre, décembre 2006, 20p. Commission « Règles Professionnelles Construction Chanvre », Règles professionnelles d’exécution d’ouvrages en béton et mortier de chanvre : application enduit, décembre 2006, 16p.

13.4 Annexe 4 : bibliographie "bétons de chanvre" COUEDEL I., Le chanvre comme matériau de construction, Première approche mécanique du

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CEREZO V., Comportement mécanique du béton de chanvre avec ajouts de fibres et déformations lors du retrait + Annexes, TFE à l’ENTPE–DGCB–URA CNRS, Lyon, juin 2000, 60 + 45 pages.

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