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Projet Alluvium, des solutions pour la terre crue. Un matériau du passé résolument d’avenir.

Dans le cadre du projet Alluvium, débuté en octobre 2018 et financé par un appel à projets de l’initiative FUTURE1, un chantier participatif s’est tenu sur le parvis sud du bâtiment Copernic, sur le campus de Champs-sur-Marne, de l’Université Gustave Eiffel. S’inscrivant dans la semaine du développement durable, étudiants et personnels étaient conviés du 22 au 25 septembre 2020 à venir découvrir et à s’essayer aux techniques de la construction en terre crue.

Matériau ancestral, la terre crue est employée dès le Néolithique dans le croissant fertile pour bâtir les premières villes de l’histoire de l’humanité. Or, souvent déconsidérée à travers les siècles car jugée peu noble, la terre crue a peu à peu été délaissée notamment en Occident, au profit d’autres matériaux. Aujourd’hui, les méthodes de construction utilisant la terre crue connaissent un nouvel engouement en raison de la disponibilité du matériau sol et de son intérêt écologique. Il est à noter que les travaux actuellement en cours du Grand Paris Express dans la région Parisienne, vont produire pas loin de 40 à 50 millions de tonnes de terre d’excavation jusqu’en 2030. Ces terres peuvent permettre potentiellement d’alimenter la filière terre crue si des solutions techniques fiables de formulation et de mise en œuvre adaptées sont trouvées. En effet les terres excavées, riches en argile, gonflent avec l’humidité et peuvent provoquer des fissures.

Rassemblant 6 partenaires, l’Université Gustave Eiffel, le LRMH2, le C2RMF3, l’Ecole des Ponts ParisTech, le FCBA4, l’ETH Zurich et financé par l’initiative FUTURE, le projet Alluvium prévoit de tester des formulations de terre crue additionnée de matériaux bio-sourcés comme des fibres végétales (telles que la ouate de cellulose), de l’amidon (issu de l’eau de cuisson du riz par exemple), des déchets agroalimentaires... « Avec ces additions, on cherche des solutions pour renforcer les propriétés mécaniques du matériau terre crue et le rendre insensible à l’humidité », explique Emmanuel Keita, chercheur au sein du laboratoire Navier. Un ajout de molécule organique de type surfactant ou tensioactif doit en complément « rendre la terre insensible à l’humidité ».

Le chantier participatif de la semaine du développement durable sur le campus de Champs-sur-Marne, va permettre de mettre en pratique de manière concrète différentes techniques de construction en terre crue et ainsi tester les solutions d’amélioration du matériau proposé par Alluvium. 

Durant 4 jours les participants ont fabriqué plusieurs centaines de briques avec la technique de l’adobe (brique moulée manuellement avec de la terre très humide ayant une consistance comparable à la mayonnaise). Les participants étaient accompagnés de Samuel Dugelay, maçon de métier mais aussi formateur et ingénieur. « Si je veux faire construire une maison, cet atelier permet de comprendre également quelle technique sera la plus adaptée dans la région où j’habite et ainsi d’avoir un réel impact sur mon empreinte carbone. Par exemple, si j’habite la région parisienne, choisir de construire ma maison en piséne sera pas judicieux dans la mesure où cette technique est adaptée à la région Rhône-Alpes et qu’elle n’existe pas en Île-de-France ». Après 3 semaines de séchage à l’air libre, sous le barnum accueillant la production, les briques seront déplacées dans la chambre climatique de l’Equipement d’Excellence Sense-City (chambre climatique de 400 m2) où des murs seront maçonnés. L’objectif est d’éprouver les formulations de terre développées et d’étudier leur comportement sous différentes conditions climatiques (pluie, vent, humidité, sécheresse…). 

Des briques imprimées en 3D  dans le cadre d’un projet d’étudiants de l’École d’Architecture de Paris-Malaquais (ENSA Paris-Malaquais) viendront s’ajouter aux briques d’adobe fabriquées lors du chantier. Les étudiants architectes proposent différents types d’imbrication, des briques de formes optimales et avec des épaisseurs ou résistances mécaniques variables en fonction de la position dans la construction. En d’autres termes, les briques situées en haut des murs sont différentes de celles positionnées à la base sur lesquelles repose le poids de la construction. 

Qu’il s’agisse de sensibiliser aux techniques de construction ou à la construction durable, ce chantier participatif comporte un réel aspect pédagogique et associe également l’École d’Architecture de la Ville et des Territoires (EAVT) installée sur le Campus de la Cité Descartes. École membre de l’Université Gustave Eiffel, les étudiants de l’EAVT ont contribué à leur propre projet, c’est-à-dire à la construction d’une fontaine en pisé. Ils ont accepté que des solutions de traitement de surface obtenues via un extrait de Henné (surfactant testé dans le projet Alluvium) et de la caséine, soient testées sur cette fontaine. Certaines couches ainsi que les angles de la fontaine doivent également être renforcés à l’aide de cellulose au lieu de la chaux initialement prévue. « On sait déjà par expérience que le matériau utilisé pour une fontaine peut durer au moins 2 ans. Nous l’avons déjà testé à travers une première construction réalisée en 2018. Bien sûr si celui-ci tient encore passé ce délai, l’objectif de notre construction sera plus qu’atteint » espère Camille Campos, stagiaire au sein de l’agence EMA Architecte, qui a accompagné le projet de fontaine en pisé avec Marc de Fouquet, maitre de conférence de l’EAVT.

S’intéresser à ces techniques de construction pour les villes de demain, implique également de se tourner vers le passé. Rien qu’en France, les anciens bâtisseurs nous ont légué un patrimoine en terre crue représentant 15% du patrimoine bâti, celui-ci correspond à 1 million de logements. L’entretien de ce patrimoine représente un enjeu fort pour sa valeur socio-historique. C’est l’objet de la thèse de Julia Tourtelot, étudiante à l’Université Gustave Eiffel. Elle s’intéresse aux sciences des matériaux et prépare sa thèse en partenariat avec le Laboratoire de recherche des monuments historiques (LRMH) et le Centre de recherche et de restauration des musées de France (C2RMF). « Mon travail porte sur la maintenance du patrimoine en terre crue. Plus précisément, j’étudie la modification des propriétés des matériaux par ajout de biopolymères (par exemple des fibres de cellulose), de la plus petite échelle jusqu’à la grandeur réelle. L’objectif est de comprendre au niveau de la structure quel est l’assemblage qui fonctionnera le mieux pour un renforcement optimal ». Cette étude du patrimoine est nécessaire pour proposer des techniques durables pour demain. « Par exemple, ces travaux nous permettent d’étudier pourquoi certains matériaux étaient utilisés plus que d’autres par nos ancêtres » complète Emmanuel Keita.

Prévu pour une durée de 3 ans, le projet Alluvium s’achèvera en décembre 2021. Il sera utile à la filière de construction terre crue pour apporter des solutions innovantes et leur étude et validation à multi échelle, du feuillet argileux à l’échelle 1 : 1 de la construction. Ce projet apportera les solutions nécessaires en matière de Recerche & Développement, attente forte des industriels. Elle apportera également des éléments dans le cadre du Projet National Terre en cours de lancement selon Erwan Hamard, chercheur à l’Université Gustave Eiffel, sur le campus de Nantes , membre du comité de pilotage d’un projet national sur la terre crue (porté par le ministère de la Transition écologique) et collaborateur actif du chantier participatif « terre crue » de Marne-la-Vallée. 

     


1 : Initiative FUTURE : Porté par l'Université Gustave Eiffel, FUTURE est un projet scientifique et institutionnel construit en partenariat avec l'École des Ponts ParisTech et la Comue Université Paris-Est. Ces établissements forment le consortium I-SITE et sont signataires de la convention avec l’Agence Nationale de la Recherche, principal opérateur pour l’enseignement supérieur et la recherche du programme des Investissements d’Avenir. Labellisé en Février 2017, le projet est d’une durée de 10 ans, commençant par une période probatoire de 4 ans.
2 : LRMH : Laboratoire de recherche des monuments historiques
3 : C2RMF : Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France
4 : FCBA : Institut technologique pour les filières forêt, bois, construction et ameublement
5 : Pisé : terre peu humide et compactée entre deux parois avec un outil

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