Ornement et performance de la terre

Ornement et performance de la terre
La nouvelle fabrique Cycle Terre de Sevran s'est lancée dans la production en série de BTC, tout en œuvrant à l’avancée de la réglementation, afin de faciliter l'usage de la terre crue dans les bâtiments d'Île de France. Le contexte de raréfaction des ressources, de nécessaire frugalité et d’économie du projet peut pousser à la création d'ambiances épurées, brutes ou standardisés. L’ornement peut-il trouver une place dans ce nouveau paradigme écologique ? Peut-il améliorer les performances du matériau ?

L'équipe propose d'expérimenter la création de BTC en relief ou texturés, appareillés selon différentes morphologies, afin de mesurer si cela peut amplifier les qualités naturelles de la terre crue (inertie thermique, régulation hygrothermique ou tactilité du matériau) et d'analyser l'impact environnemental d'une telle démarche.

La terre crue réapparaît aujourd’hui, poussée par l’urgence des questions environnementales, mais aussi parce qu’au-delà de ses atouts écologiques, elle a des qualités sensibles, esthétiques, sensuelles.

– Paul-Emmanuel Loiret dans « La terre crue, alternative au béton ? », article de Christelle Granja du 28 Août 2020 dans Socialter

Principes et méthodes
L’ornementation a été travaillée à deux échelles : d'abord à la surface du bloc avec un ornement en relief, puis au niveau de la paroi par l’agencement des modules entre eux. L’impact de ces diverses morphologies de cloisons sur le confort thermique d’un logement exemplaire a ensuite été mesuré, tout en quantifiant l’impact environnemental du matériau.
Les ornements développés suivent trois principes : augmentation du volume, amplification de la surface et travail de la texture du BTC - visant potentiellement à améliorer l’inertie du matériau, les échanges air/matière et le confort sensoriel perçu. La fabrication de tels ornements a été testée lors d’un atelier avec amàco aux Grands Ateliers. Les expérimentations avec l’utilisation de contreformes, de textures ou d’incrustations ont donné de bons résultats, et ont permis d’écarter les reliefs granuleux ou anguleux car trop friables. Les ingénieurs ont ensuite mesuré sur logiciel les effets des différentes ornementations, tout en les comparant à des procédés standards : plaques de plâtre et voile béton. Pour travailler à ce niveau de détail, une méthode inédite de description des matériaux a été mise au point pour caractériser le plus finement possible les diverses morphologies de cloisons. 

Janvier 2023 : Publication des résultats de l'étude Ornement et performance de la Terre
Les comparaisons effectuées indiquent à ce stade que le critère le plus influant est celui du volume. Celui-ci accroît la masse et donc l’inertie, ce qui permet d'une part de mieux réguler les températures malgré les variations du thermomètre extérieur et d'autre part de limiter les ambiances chaudes en été.

Impact du volume
Ainsi, lors d'une semaine d'été type, on repère dans le tableau ci-dessous que l'ambiance de la pièce est bien plus confortable avec une cloison très épaisse en BTC (Bdo) : la température est inférieure de 4°C par rapport à une cloison standard en BTC (Sfi), et de 7° par rapport aux plaques de plâtre (BA13). La régulation des températures avec les BTC est également bien meilleure qu'avec des plaques de plâtre, et ce quelle que soit la morphologie de la cloison.
Au cours de la recherche, on a également remarqué que les cloisons fines composées avec des BTC à motifs volumineux régulent aussi bien que les cloisons épaisses : la solution est intéressante pour améliorer le confort sans empiéter sur la surface du logement. L’effet du motif est en revanche négligeable sur les appareillages déjà massifs.

Impact de la surface et de la perforation
L'influence de ces critères a pu être remarquée dans certaines conditions (selon ventilation, épaisseur de la cloison, etc) mais les résultats sont complexes à interpréter. On a atteint peut-être ici les limites techniques des simulations, notamment l'effet des mouvements d’air. Les résultats obtenus prouvent cependant que le volume n'est pas le seul critère influent.

Impact des qualités hygrorégulatrices
Les BTC se démarquent avec leurs qualités hygroscopiques qui permettent d'amortir les variations d’humidité et de température. Ainsi, sur une semaine d'août, les BTC permettent de maintenir l'ambiance intérieure dans l'intervalle de confort sur les sept jours, tandis que le béton sort quatre fois de la plage recommandée.

Qualités environnementales
Enfin, on rappelle l'impact environnemental limité des BTC : ils sont 2,5 à 6 fois meilleurs que le béton ou le plâtre lorsqu’on compare leur impact carbone et l’énergie dépensée lors de leurs fabrications respectives.

Des prototypes pour compléter l’étude
Les études thermiques et environnementales ont mené vers la création de deux prototypes de cloisons de BTC ornementés d’un mètre carré, retenus pour leurs caractéristiques opposées : une claustra fine perforée et un mur épais très reliéfé. Dans la suite de la recherche, des capteurs pourraient équiper les prototypes pour mesurer in vivo leurs performances, conforter les résultats obtenus dans cette étude et dépasser les limites rencontrées.

Communication de la recherche, suite du projet
Des évènements professionnels et grand public ont accueilli la recherche : expositions des prototypes à la Biennale d’Architecture et du Paysage 2022 puis à la Fabrique Cycle Terre, formation amàco Construire en maçonnerie terre crue, conférence à l’Ensa Versailles, etc. La recherche entre en résonance avec l’engouement du secteur du bâtiment pour la terre crue, matériau ancestral que l’on redécouvre aujourd’hui. Les prototypes, avec leurs cannelures fuselées ou la légèreté de la claustra, renouvellent l’image brute ou rustique parfois associée à la technique.

L’équipe cherche désormais à approfondir les connaissances par une poursuite de la recherche selon les pistes suivantes :
- instrumentation des prototypes pour mesurer les performances et compléter les résultats (approche scientifique)
- étude structurelle et économique comparative de l’impact du BTC dans la construction d’un bâtiment par rapport aux matériaux standards (approche technique et opérationnelle)
- conception d’un cahier des charges de création de motifs comme additif à l’Atex, car ce document se limite à des BTC et à des appareillages classiques (approche technique et réglementaire).

Téléchargez l'étude Ornement et performance de la terre au format pdf  

Mai-Juillet 2022 : Ornement et performance de la terre à la BAP
À l’occasion de la Biennale d'architecture et de paysage de Versailles, présentation de premiers prototypes de brique en terre dans l'exposition Visible, invisible à l'ENSA.

Novembre 2022 : FAIRE CLUB 
Rencontre et présentation du projet par Louise Dubois, Atelier Aïno & Nina Mahe-Rome, Franck Boutté Consultants au Pavillon de l'Arsenal, lors du FAIRE CLUB du lundi 7 novembre 2022. 

---

Atelier Aïno, architecture et matériau
L’Atelier Aïno est une SCOP d’architecture créée en 2016 par Élise Giordano, Charlotte Lovera, architectes, et Louise Dubois, designer matériau. Engagé dans l’économie circulaire, l’Atelier Aïno favorise la réhabilitation plutôt que la démolition pour limiter les déchets. « Faire plus » en amont du projet afin de « faire moins » par la suite, pour considérer l’existant comme levier et utiliser les gisements déjà en place. Dans un échange avec le contexte, les habitants et les entreprises, l’atelier fait équipe pour mener un projet commun.

Franck Boutté consultants, BET environnemental
L’agence Franck Boutté Consultants est leader et référente dans les domaines de la conception et de l’ingénierie environnementale et du développement durable, appliquée aux bâtiments, aux quartiers, villes et territoires. L’agence associe ingénieurs, architectes, urbanistes et des profils souvent hybrides. L’agence développe au sein de ses projets et de ses recherches les thématiques de prise en compte des matériaux afin d’optimiser les impacts carbone, conforts extérieur et intérieur, et usages de ses opérations.

amàco, expertise et conseil en terre crue
L’Atelier Matières à COnstruire (amàco) est un centre de recherche, de formation et d’expérimentation sur la matière, au croisement des cultures scientifiques, techniques, artistiques et architecturales. Il vise à contribuer à la transition écologique du secteur du bâtiment. Les compétences d’Amàco concernent la caractérisation de terre, la formulation et le développement de nouveaux matériaux en terre crue. Il participe aussi à l’élaboration de filières de production, et accompagne maitrise d’ouvrage, maitrise d’œuvre ou entreprise. 

---