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19/08/2017

Le béton de terre coulée, serait-il l'avenir de la terre dans le bâtiment ?

Formaterre en formation...

Cette semaine de stage sest déroulée du 17 au 21 juillet 2017 aux Grands Ateliers à Villefontaine et a été organisée par AMACO.

Une semaine riche en expériences et en rencontres. Il faut dire que nous étions 40 et que j'ai eu la chance d'être "sélectionné" au sein d'un groupe constitué environ de 75% d'ingénieurs et d'architectes d'horizons très variés :  France, Espagne, Italie, Mexique et Chine.

En voici une synthèse et ce que j'en pense quant à des applications éconologiques.
Nous devrions recevoir des documents dans le semaines qui viennent. Je les publierai sur le blog si j'en ai les autorisations.

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L'objectif de la semaine : pouvoir décoffrer dans les 24h (version pro). Ceci étant, en tant qu'accompagnateur d'autoconstructeurs, si le décoffrage se fait dans les 48h, cela me paraîtrait très raisonnable, n'est-ce pas ?

Cette synthèse comprendra les 10 parties suivantes :

  1. Augmentation de la résistance de l'agrégat.
  2. Ajout d'un liant hydraulique
  3. Ajout d'un fluidifiant/dispersant
  4. Utilisation de biopolymère
  5. Utilisation d'un coffrage perspirant
  6. Utilisation d'un complexe perspirant
  7. Utilisation du béton de terre coulée en dalle.
  8. Renfort pour une structure antisismique
  9. Création d’un béton de terre coulé avec une dimension esthétique
  10. Conclusion

Avant de continuer, je tiens à remercier non seulement toute l'équipe d'Amaco dont tous les membres ont toujours su être disponibles pour répondre aux questions, mais aussi l'ensemble des stagiaires avec qui les échanges ont été très riches.

Attention : article dense... (films, photos, .pdf...)


 1. Augmentation de la résistance de notre agrégat : le super pâté de sable

Afin de comprendre le concept du super pâté de sable, je reprendrai les 2 films d'Amaco dans un premier temps puis vous ferai part de quelques expériences que nous avons testées.

a) Comment faire un bon pâté de sable ?

 

 

b) Comment faire un super pâté de sable ?

 

Ceci étant, les explications scientifiques expliquent et donc rassurent, mais rien ne vaut l'expérimentation à grande échelle et si possible avec un paramètre temps conséquent pour valider une hypothèse.

Nous avons donc testé des super pâtés de sable, ne comprenant aucun liant (ni chaux, ni terre, ni plâtre, ni ciment....ni... ni...), uniquement avec des renforts structuraux ou bien en ajoutant des fibres (végétales, métalliques, fibres de verre....). Les résultats m'ont beaucoup impressionné.

 

- Renfort structurel et maillage en fibre de verre

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 - Agrégats renforcés par des fibres
(à titre informatif : 7 cm de béton fibré haute performance de dernière génération
= 25 cm de béton armé avec liant-ciment !!! )   :

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Structure bois permettant d'augmenter les arcs de force
(à mon avis difficile à mettre en œuvre... dans la vraie vie...)

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2. Ajout d'un liant hydraulique pour stabiliser la terre.

 Pour l'instant, le "standard" en béton de terre coulé me semble être l'ajout de ciment à raison de 3 à 6% afin d'obtenir une résistance à la compression d'au moins 2 Mp (soit 200 tonnes au m2).

Personnellement, pour des cloisons en intérieur, je serai davantage pour utiliser du plâtre (cuisson à 180° et matériau perspirant à raison de 10% plutôt que du ciment. Si vous souhaitez fabriquer votre propre plâtre, vous n'avez besoin que de gypse et de votre four de cuisine. Voici comment faire avec ce tuto de moins de 3 minutes :

 

 

Par contre, en extérieur, cela reste une solution intéressante même si elle est moins écologique qu'elle n'y paraît. En effet, la quantité de ciment même à raison de 6% est conséquente quand il s'agit d'un mur dense et comprenant énormément de matériaux. Par contre, on évite le transport de la terre, son stockage... Une analyse globale serait donc la bienvenue.

Ce qui me semble intéressant serait au moins de récupérer la terre issue des fondations pour la réutiliser au moins pour des murs intérieurs (super qualité phonique, possibilité de murs de soutènement, pas de transport de terre à gérer, utilisation du matériau in situ... soit de nombreux avantages).

Voici donc plusieurs essais que nous avons réalisés (avec ciment, plâtre, chaux, fibres....)

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3. Ajout d'un fluidifiant/dispersant

L'objectif d'un fluidifiant/dispersant est de dispersant les particules d'argiles et d'avoir ainsi moins d'eau à ajouter. Et si notre mortier/béton comprend moins d'eau, il mettra donc moins de temps à sécher. À l'inverse, plus notre béton sera liquide, plus il sera facile à "couler", mais moins il sera résistant et plus long à sécher.

Voici un petit film qui illustre très bien ce qu'est un dispersant pour les argiles.

 

Le dispersant utilisé peut être l'une des possibilités suivantes :

  • la soude
  • le HMP (hexametaphosphate qui est du calgon, de l'américain “Cal is gone“.).

La soude est un dispersant qui fonctionne très bien avec la terre de Comelle. Quelques gouttes de lessive de soude à 300 g / L ont suffi à liquéfier la terre.
Avant l'expérience, une petite cuillère pouvait tenir dans la boue, avec la soude, la cuillère ne tient plus. Pour retrouver un aspect plastique, il suffit d’ajouter un gramme de sel de cuisine. On aurait pu ajouter de la chaux aérienne à la place du sel (chaux aérienne o hydraulique). Si on stabilise la terre avec du ciment, il est davantage conseillé d'utiliser du tilman si l'on souhaite décoffrer dans les 24h. Ceci étant, d'après l'expérience de Martin Pointet :

"Un haut mur haut de 5 m de haut peut être coulé en 2 fois 2,5m, puis décoffré au bout de 3/4 jours, attendre 3 semaines pour que le ciment ait fait sa prise puis procéder de même pour le 2ème étage. Ne pas oublier de mettre les murs sous cure pendant 1 semaine en le couvrant d'un polyane qui résiste au vent."

 En cas d'utilisation de ciment :

 

Il y a de fortes chances pour que ce dispersant soit du Tilman.
Le Tilman, contrairement au HMP n'empêche pas la prise du ciment. Formule testée : 3% de ciment et 0,6% de Tilman

Cette partie m'a intéressé même si j'avais préféré un complément important concernant les biopolymères.

4. Utilisation de biopolymère (trop peu développé à mon goût...).

Cette partie m'intéresse particulièrement. En effet, mon idéal serait de combiner certains matériaux naturels que l'on trouverait sous nos pieds ou chez le voisin, afin de rendre la terre imperméable ou bien d'augmenter sa résistance à la traction (antisismique) et à la compression.

L'exemple de Yolanda m'a beaucoup intéressé. Elle a encadré la construction d'une maison, avec son équipe d'étudiants et en s'appuyant sur les ressources locales, dont le coût s'est élevé à environ 8000 $ pour 65 m2.

Pour cela :

  • Utilisation d'un béton de terre stabilisé avec 6% de ciment.
  • utilisation de biopolymères afin d'imperméabiliser la terre (2 à 3% d'aloe vera... très tendance chez nous pour des critères de cosmétique) -> la maison se trouve en zone où les pluies sont très importantes (Tampico-Mexique)
  • utilisation de biopolymères pour augmenter la résistance à la compression de la terre (mucil de Nopal. Autre cactée)

La thèse d'Alban Pinel, dont le biopolymère est encore sous secret, permettrait d'obtenir une résistance mécanique de 6,6 soit environ 3 fois supérieure à celle du pisé.

De mon côté, je teste une formule déjà mise en oeuvre dans de nombreux pays : la terre et le crottin. Le deuxième test comprendrait du crottin qui aura fermenté. Donc très facile à trouver. Mortier/béton dont le coût serait de 0 € si l'on recycle la terre de la maison ou creusée près d'une maison en pisé ajouté au crottin du paysan ou du voisin ayant un cheval...

Si vous souhaitez en savoir plus, voici plusieurs recettes utilisées dans différents pays du monde :

Argiles_biopolymeres.pdf

 

5. Utilisation d'un coffrage perspirant

Tout d'abord, j'ai pu rencontrer un "voisin" d'Irigny (Adrien A.) qui a été spécialisé en coffrage et qui est près à échanger ses expériences. Encore des aventures à vivre...

Mais revenons à notre formation. Afin de sécher plus rapidement, l'utilisation d'un coffrage perspirant est une piste de recherche intéressante.

a) coffrage perdu : palette et cannisse

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b) coffrage perdu : tasseau  + support d'enduit

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c) palette plastique (réutilisable)

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d) grillage + tasseau

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6. Utilisation d'un complexe perspirant

a) botte de paille (mur super épais, mais masse à l'intérieur et enduit de finition extérieur terminé)

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b) Avec complexe isolant végétal

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c) Avec un coffrage en CP de 5 mm renforcé avec des tasseaux en technique mixte.

L'idée que je souhaitais expérimenter était d'utiliser un coffrage en bois en mixant la technique de la terre coulée avec celle du pisé. Pour cela, j'ai pisé 10% de la hauteur de mon mini-mur (soit 10 cm sur 50 cm). Et dans ce pisé, j'ai ajouté 5 % de ciment (à droite) et 10 % de plâtre (à gauche). Le pisé était quasiment sec puisque l'idée est d'apporter de l'eau tout en permettant à la terre coulée d'avoir moins de terre à évacuer puisqu'elle serait absorbée par le pisé. J'ai également utilisé un peu de chènevotte qui absorbe 70% de son poids en eau (mais pas facile à introduire progressivement dans le béton).

Il 'n'y a donc que très peu de terre à piser (par contre test à faire pour un mur plus haut. À mon avis en 2 ou 3 étapes).

J'ai décoffré 36h plus tard et voici le résultat (béton vibré sans aiguille, contrairement aux autres photos).

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7. Utilisation du béton de terre coulée en dalle.

Malgré cette semaine de formation, je ne suis toujours pas convaincu que ce matériau soit pertinent quant à une utilisation en France, au XXIème siècle. Mécaniquement, ce n'est pas en ajoutant de l'huile que l'on va augmenter de manière conséquente sa résistance au poinçonnement. Ceci étant, une utilisation pourrait toutefois être envisagée à condition que :

- les habitants enlèvent leurs chaussures systématiquement (c'est un peu déjà le cas, lorsque les personnes ont fait le choix de mettre un parquet au rez-de-chaussée).

- utilisation dans une chambre

- peu de déménagement de meubles, de frottements de chaises

- Et peu de talon aiguille en perspective... ;-)

Voici quelques exemples de dalle en terre. Je trouve certaines magnifiques... en mode show-room...

a) Avec de la terre de St Nazaire en Royans

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b) Sur un substrat isolant (chènevotte) avec renfort en canisse

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c) Terre de Commelle avec fibre de verre au niveau de la finition

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8. Renfort pour une structure antisismique

Bernard Schmidt (ingénieur et responsable du bureau d'étude structure Vessière) dans son projet d'ERP (Établissement Recevant du Publique) en terre coulée, nous a montré l'importance de liaisonner la partie haute avec la partie basse du mur. Pour cela, il intègre des tiges métalliques d' 18 mm tous les 1 m environ.

Nous avons testé plusieurs modèles (je regrette de ne pas avoir fait des petits films, car difficile à décrire).

a) Échelle horizontale avec liaison verticale (à mon avis la qualité des liaisons n'était pas assez solide) : résultat moyen

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b) Béton fibré à l'aide de paille avec liaison solide entre la lisse haute et la lisse basse. Résultat : très bon

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C) Béton fibré avec lisse haute et lisse basse liaisonnées avec des élastiques. Résultat : excellent, mais comment mettre en oeuvre un tel dispositif... dans la vraie vie ?

Désolé, j'ai oublié de prendre une photo. Il faut dire que le résultat m'a plus que surpris...

 

9. Création un béton de terre coulée avec une dimension esthétique

 De nombreux essais ont été utilisés. J'ai eu la chance d'être avec Isabelle Breda (architecte et plasticienne italienne dont le travail m'a beaucoup ému : www.isabellabreda.it

 a) recto de notre mur avec coffrage en volige et insertion de cailloux avec Brenda (Italie) et la fille de Yolanda (Mexique pour le verso)

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 a') Verso de notre mur avec insertion de pièces de bois. À l'origine, l'idée était de les enlever.
À mon grand plaisir, cette idée fut abandonnée pour laisser les morceaux de bois (intégrations plutôt qu'empreintes).

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 b) Jeu sur le coffrage (cannisse) pour créer un contraste de matière (industrielle - organique)

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  b) Insertion de matériaux différents.
Personnellement, je l’appellerai "écorce terrestre"

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 c) Intégration d'éléments dans le coffrage

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 d) Retrouver les gros grains du béton de terre (à l'aide d'une taloche éponge pour enlever les fines).
idée de Pierre L.

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10. Conclusion

Personnellement, je serai tenté de répondre par l'affirmative à ma question de départ, même si dans la pratique je ne l'ai fait que quelques fois.
En effet, à un niveau industriel, il y a actuellement de milliers de tonnes de tonnes dont le transport et le coût sont très conséquents. Et il me semble que, dans le contexte actuel,  le concept du béton de terre coulée a de grande chance de se développer. Surtout quand  la question financière surgit en premier plan suivi d'une dimension écologique.

En effet, sur le terrain, il s'agirait d'utiliser les mêmes outils avec les mêmes personnes. Seule, la couleur du béton changerait.

À savoir, le béton de terre a déjà été préparé dans une centrale à béton et mis en œuvre en situation réelle. Voici d'ailleurs une école construite (partiellement ou totalement ?) en béton de terre coulée.

 

Ce fut un grand plaisir de changer de casquette en prenant celle de stagiaire. Je vais d'ailleurs continuer la semaine prochaine puisque, grâce à Angels (architecte espagnol), je vais me former à 1h de Madrid sur les arcs et voûtes en terre crue...sans coffrage. J'ai hâte de vivre cette nouvelle aventure.

 

 

 

 

Commentaires

Bonjour
Je rechercherais d'avantage d'informations sur les défloculants. ceux utilisés pour couler la terre et le Tilman à ciment.
Cordialement
Yann

Écrit par : yann | 30/04/2018

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super je rêve de faire partir de vos travaux et stage qui font partir de mes réponse au développement durable et de l avenir du monde .grand merci a vous

Écrit par : bamba baby | 21/10/2018

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