Enveloppe nature

L’engouement pour la construction bois entraîne dans son sillage l’utilisation de matériaux biosourcés – paille, chanvre, lin, bambou, ouate de cellulose, etc. – ou géosourcés, comme la terre crue ou la pierre. Réputés moins impactants que les produits plus conventionnels en termes de ressource et d’énergie, ils sont une réponse positive aux besoins de décarbonation du secteur de la construction, même si cela fait débat. La bonne nouvelle ? Ils ne nuisent en rien à la qualité architecturale des ouvrages, grands et petits.

Dossier réalisé par Stéphane Miget

Photo : Philippe Dureuil

Riche d’une expérience internationale construite de l’Afrique à la Chine en passant par plusieurs pays du Moyen-Orient, l’architecte Thierry Bonne réalise, depuis dix ans, des projets intimement liés aux problématiques environnementales actuelles. Terre crue, bois, métal : chacun de ses programmes révèle la noblesse des matières utilisées. Il nous livre son regard sur l’enveloppe « nature ».

5façades – Si je vous dis « enveloppe nature », qu’est-ce que ça évoque pour vous et en quoi est-ce intéressant ?

Thierry Bonne – En premier lieu, cela m’évoque la relation. Plus concrètement, cela resitue le métier d’architecte dans son environnement et redonne du sens à l’acte de bâtir. La façade redevient un élément constituant en termes de matière et celle-ci redevient elle-même un sujet d’intérêt : son origine, la manière de l’utiliser, sa durabilité, ses incidences (fabrication, mise en œuvre) environnementales… La façade est, pour moi, une résultante du projet, elle est le point d’arrivée. Et la matière utilisée – bois, métal ou pisé – est choisie en fonction de ce que l’on veut raconter, elle retrouve donc toute sa justification. Le choix – par exemple celui du pisé sur l’un de mes projets de chai à Crouttes-sur-Marne (02) – va au-delà, il nous indique quelque chose, en termes de métier notamment. Avoir à nouveau cette démarche intellectuelle gratifie la matière elle-même.

Cette démarche inclut donc également une réflexion sur le local ?

Absolument. Parler d’enveloppe nature sans réfléchir sur le local serait totalement absurde. Déjà dans un projet de 2012, je m’étais focalisé sur la terre du lieu, que je voulais absolument utiliser même si elle n’était pas parfaite. Pour le projet de chai en pisé à Crouttes-sur-Marne, nous avons prélevé les deux terres du vignoble. Leur analyse a montré une bonne teneur en argile, en limon, en petits cailloux. Il a fallu juste rajouter du sable à notre mélange – de mémoire, deux seaux de terre blanche, un de terre rouge et un de sable qui lui aussi vient d’une carrière du coin ! – pour obtenir un pisé pérenne. Ce travail implique une certaine technicité que les anciens n’avaient pas. Ils utilisaient la terre pour ce qu’elle leur apportait, quand nous sommes capables aujourd’hui de l’analyser pour déterminer comment l’utiliser. En fait, il s’agit de la terre d’Ile-de-France qui est stockée en collines, puis traitée en déchet. C’est la même ! Et l’on peut faire énormément de choses avec. Dans ce même village, je travaille sur un autre chai (champagne Bourgeois-Diaz), où là aussi, le local est au cœur du programme. En l’occurrence, les bois utilisés – du peuplier pour toute la charpente, du châtaignier pour le bardage – proviennent des forêts des Hauts de France et de scieries locales.

Pourquoi le choix du pisé ?

Je trouvais logique de le travailler. Montrer la terre du vignoble, ça fait sens ! On lit la façade et on arrive à l’interpréter, à faire le lien avec le métier même de vigneron. Nous aurions pu aller plus loin encore. L’idée aurait pu être : le vigneron fait vieillir son vin dans la terre qui le produit, un aboutissement en quelque sorte. Mais ils avaient déjà une cave…

Quel est le mode constructif ?

Nous avions une problématique technique. À savoir, une rivière en dessous, des coteaux sur le côté, une route menant du chai au pressoir. Et sous celle-ci, la construction d’une cave – en béton pour supporter les charges, car la terre ne travaille qu’en compression, jamais en traction. Sachant que l’ensemble devait être reconstitué à temps pour les vendanges. Concrètement, le mur intérieur de la cave ne pouvait pas être en pisé traditionnel. On a donc inventé les blocs de pisé, préfabriqués sur place et remontés ensuite avec un petit élévateur pour les glisser les uns sur les autres. C’était très compliqué ! Le mur extérieur est, en revanche, en pisé classique, monté de manière traditionnelle avec un isolant à l’intérieur. En règle générale, on a un isolant en liège de 10 cm entre un pisé extérieur et intérieur, de façon à régler l’hygrométrie de la pièce, et aussi le décalage thermique. D’où la présence de ce mur intérieur en pisé, devant le mur en béton. Car cette pièce, où ils reçoivent pour l’instant les gens, accueillera à terme trois œufs pour la vinification. Encore une fois, c’est la terre qui nous dit comment l’utiliser. En Normandie où elle est très argileuse, on ferait du torchis. Un peu moins argileuse, elle sera plus adaptée aux adobes (briques de terre). Avec celle dont nous disposions, le pisé était le plus indiqué. Et moi, je trouve ça plus esthétique.

Donc, ce matériau de construction aurait également une dimension esthétique ?

Oui, je le laisse souvent tel quel. C’est l’avantage du pisé. Mais ici, le mur intérieur a reçu une cire d’abeille, car c’est un lieu public et les gens ont tendance à gratter pour identifier le matériau. L’application, au pinceau, est assez méticuleuse. Mais ça ne bouge plus et la cire n’empêche ni l’eau ni l’air de passer. Cela dit, le pisé peut être traité de différentes manières selon l’esthétique souhaitée. En gros, une épaisseur de 20 cm de terre est ramenée, après damage, à environ 10 cm. Plus l’épaisseur est importante, plus l’effet de damage disparaît et la granulométrie est visible. En revanche, pour un rendu très lisse type marbre, ce sont des petites couches de 10 cm – au final 5 cm. Cette mise en œuvre prend deux fois plus de temps, puisqu’il faut deux fois plus de couches.

Ouvert sur l’extérieur, le pignon de la maison de champagne, à Crouttes-sur-Marne (02), est habillé de cubes de bois : « Il crée une musicalité, tout en offrant un refuge visuel et une protection solaire. »
Photo : Philippe Dureuil
Maison de champagne en terre crue à Crouttes-sur-Marne (02) : « La terre crue comme matériau de construction issue du vignoble est symbolique de l’acte de construire et du sens retrouvé. La matière rétablit le lien entre l’homme et son terroir. »
Photo : Philippe Dureuil

Je reviens aux blocs de pisé préfabriqués. Cette méthode pourrait-elle être industrialisée ?

Tout à fait. D’ailleurs, un an après, Martin Roche a fait la même chose pour l’usine Ricola, en Suisse – avec des moyens plus importants et à plus grande échelle… Je pense que l’avenir du pisé est dans la préfabrication, parce que cela évite d’être dépendants du temps.

Y a-t-il une qualité de banches particulières ?

La terre, c’est pire que le béton. Elle est pressée à 2,4 bars et prend tous les défauts de la banche. Même une écriture sera reproduite. Un atout indéniable si l’on souhaite un effet décoratif. Mais pour un aspect parfaitement lisse, il faut mettre un panneau neuf sur la banche alu. Traditionnellement, elles étaient en bois, mais il y a une poussée énorme, plus qu’avec le béton.

Et parlez-nous de votre projet en Belgique…

Le château de Fumal appartient à la même famille depuis 400 ans, ainsi que toute la vallée. On a donc utilisé le maximum de matériaux du site, soit le schiste (murs), la terre, le sable (carrière à proximité), du miscanthus (le propriétaire est agriculteur), du chêne provenant de sa forêt pour la charpente et tout ce qui est en bois. On restaure également une vieille grange de 1650 pour y installer la cuverie. L’extension sera en terre avec une cave travaillée en voûte, d’où la technique de l’adobe car le pisé ne travaille pas en voûte. Bref, une vraie cave en superstructure dédiée au vieillissement des vins : on part donc sur un mètre d’épaisseur de terre pour obtenir un décalage thermique de 24 heures et une hygrométrie parfaite. On travaille vraiment la matière en fonction de nos besoins, de ce que l’on veut raconter. La matière, c’est une déduction.

Nouveau pressoir pour le champagne en biodynamie Bourgeois-Diaz, à Crouttes-sur-Marne. Création sur les caves existantes d’une vaste salle œnotouristique, avec charpente en peuplier lamellé collé local, tout comme le châtaigner pour l’habillage.
Photo : Philippe Dureuil

Itinéraire

Après des études d’architecture à l’Ecole spéciale d’architecture de Paris et une réflexion universitaire sur le thème de la géométrie fractale adaptée à l’urbanisme à la Sorbonne, Thierry Bonne dirige la division urbanisme du ministère des Travaux publics de Djibouti (RDD), ce qui lui permet d’aborder très tôt les thèmes liés aux pays en voie de développement, ainsi que les conception et construction bioclimatiques. Durant plusieurs années, il travaille dans l’Est de la France. Puis changement d’horizon grâce à plusieurs concours dont il sera lauréat et qui lui donneront l’occasion de concevoir de grands projets à l’international – Libye, Niger, Irak, Arabie saoudite, Bahreïn, Chine… – et d’élaborer une réflexion urbaine et architecturale liée aux enjeux culturels et climatiques. Associer la recherche scientifique, l’agronomie, la biologie, l’aérodynamique… au concept même du projet lui a permis une approche nouvelle et différente de son métier.

Domaine viticole château Fumal (Belgique). Création d’un chai et d’une salle œnotouristique dans un site classé, avec utilisation maximale des matériaux provenant du domaine : terre crue, schiste, bois, miscanthus, sable.
Photo : Philippe Dureuil

Local et bas carbone

En cohérence avec la Stratégie nationale bas carbone (SNBC), la RE2020 a pris des arbitrages qui induisent un recours plus fréquent – même si on pouvait espérer davantage – au bois, aux matériaux biosourcés. Et, dans une moindre mesure, aux matériaux géosourcés, comme la terre ou la pierre.

École des Coteaux fleuris, à Heudebouville (27) – Hemaa Architectes et Hesters Oyon architectes : ardoise naturelle, structure bois et habillage bois 100 % local.
Photo : Sergio Grazia

La RE2020 et la prise de conscience des enjeux environnementaux vont entraîner le développement des matériaux dits « biosourcés » – on l’espère en tout cas. D’autant que ces solutions sont aujourd’hui matures. Les différents systèmes constructifs bois disponibles (poteaux/poutres, poteaux/dalles, ossature bois, bois/béton…) répondent aux contraintes et réglementations en termes de feu, d’acoustique, de thermique, à travers des solutions génériques et évaluées. Le bois s’impose parce qu’il possède des qualités constructives indéniables, dont la légèreté, une inertie moyenne, la préfabrication, la rapidité d’exécution et des chantiers à faibles nuisances. La difficulté provient davantage de la disponibilité de la ressource et de l’organisation des filières. C’est le premier travail à réaliser pour que les produits biosourcés, et particulièrement le bois, puissent se développer à grande échelle. Emanation de l’Institut français pour la performance du bâtiment (Ifpeb) et de Carbone 4, le HUB1 s’est penché sur la capacité des filières bois et biosourcées à croître et à répondre aux attentes du marché. Le résultat d’un appel à projet à innovation démontre que c’est possible… à condition de se structurer. Ce qui passe par la pratique, la formation et bien sûr, par une exploitation intelligente des ressources.

 Groupe scolaire de Rousson (30) – Tessier Portal. Ici, la pierre de la région du pont du Gard a été associée à des ossatures et planchers bois.
Photo : Anne-Laure Morales

Bois locaux issus des territoires

Le bilan sera d’autant plus positif si les bois utilisés sont d’origine locale. Y recourir est aussi un moteur de l’innovation, avec le développement de nouveaux procédés. Ici, il s’agit de gérer les caractéristiques propres à chaque essence. On ne construira pas de la même façon avec du hêtre, du Douglas, du chêne ou de l’épicéa. De leur côté, les matériaux dits « biosourcés », comme le bois, contribuent à la préservation des ressources naturelles et favorisent le stockage efficace du carbone : « L’effet stockage de ces matériaux a lieu en totalité dès la construction du bâtiment et répond au caractère d’urgence du changement climatique », explique Bernard Boyeux, directeur général de BioBuild concept. Ils sont aussi une alternative plus que crédible face aux difficultés de renouvellement de certaines matières premières en voie de disparition, comme le sable. Utilisés en isolant (fibres de bois, de chanvre, etc.) ou comme éléments constitutifs des parois (chanvre, paille), ils affichent des propriétés, telles l’inertie, la perspirance, l’hygrorégulation, qui vont bien au-delà de la simple isolation. Et ils sont désormais inclus dans les textes réglementaires. Leur intégration au DTU 31.2 « Construction de maisons et bâtiments à ossature en bois » a permis de rassurer quant à leur pertinence. Désormais clarifiées, les solutions bois peuvent répondre à des projets d’ampleur. Pour exemple, des solutions de murs perspirants utilisant des matériaux biosourcés qui permettent la réalisation de parois offrant un comportement hygrothermique plus intéressant. Reste une inconnue de taille : la capacité des filières à répondre à la demande qui ira forcément croissante.

 58 logements à Chanteloup-en-Brie (77) – M’CUB architectes et A003 architectes. Le matériau bois (superstructure et ossature, cage d’ascenseur en CLT) et les isolants biosourcés (fibres de bois et coton recyclé) sont omniprésents sur ce projet qui vise le zéro carbone.
Photo : M’CUB architectes et A003 architectes

Terre crue le retour

Les matériaux géosourcés, quant à eux, retrouvent le chemin des chantiers, comme la pierre (voir dans ce même numéro) et la terre crue. Cette dernière est l’un des matériaux les plus utilisés dans la construction. C’est aussi celui qui a probablement le plus souffert de l’industrialisation et de la perte des savoir-faire. Adobe, pisé, torchis, enduit, autant de techniques qui ne demandent qu’à revivre et qui sont totalement en phase avec les exigences environnementales : peu ou pas de transport (ressource prélevée sur le chantier), peu ou pas de consommation d’énergie grise, des qualités d’inertie et de régulation de l’humidité. Bien que millénaire, ce matériau souffre d’un manque de reconnaissance et les savoir-faire, transmis oralement, ne sauraient suffire à rassurer maîtres d’ouvrage et maîtres d’œuvre. C’est pourquoi la filière s’organise.

 Prototype des parois porteuses du Centre de loisirs Jacques-Chirac, à Rosny-sous-Bois (93) : système constructif en paille structurelle (ép. 80 cm, R = 15), bio et locale.
Photo : Ville de Rosny-sous-Bois
Avec son enseigne Point P, le groupe Saint-Gobain propose d’ores et déjà des solutions constructives en terre. Par exemple, un mélange composé de terre, de fibres végétales biosourcées et d’un liant hydraulique bas carbone breveté : réalisé sur chantier, il est projeté dans une bâtiment à ossature bois sous DTU 31.2. L’industriel à également développé des solutions banché dans ossature bois ou béton.
Photo : Saint-Gobain

Couler la terre comme du béton

Ainsi, les ingénieurs de l’Ecole nationale supérieure d’architecture de Grenoble (CRATerre2 – Ensag) cherchent à déterminer la relation entre les phénomènes de condensation et d’évaporation au sein du matériau. La question essentielle pour eux est de savoir si la terre crue est un matériau à changement de phase. Des expériences sont également conduites pour couler la terre crue à l’état liquide comme un béton. Il s’agit là de recherches sur l’influence de la dispersion des argiles sur la rhéologie du matériau. Egalement intéressé par le sujet, le Laboratoire matériaux et durabilité des constructions (LMDC – université de Toulouse) a réalisé, en collaboration avec les Compagnons du Devoir, le projet Tercruso. Objectif ? Prouver scientifiquement le bien-fondé de la construction en terre crue (environnement et santé, FDES, confort, etc.) et aussi proposer des essais et procédures pour la caractérisation de ces produits et techniques. à noter : ce programme a mis en évidence les faibles impacts environnementaux des produits en terre crue – à condition bien sûr que la terre ne voyage pas – et a permis de caractériser le matériau. Mais on s’en doutait déjà…

Stéphane Cochet, A003 Architectes

« L’intérêt de la terre porteuse est très limité dans les régions où il faut isoler. »

Qu’évoque pour vous la notion d’enveloppe nature ?

Je dirais que c’est une enveloppe qui utilise le moins possible de produits transformés. Sachant aussi que le cheminement de la ressource à la mise en œuvre doit être le plus direct. Avec une nette préférence pour les renouvelables biosourcés, plutôt que les géosourcés. Le mur à ossature bois massif – idéalement un feuillu, local bien sûr – avec un remplissage paille est, de ce point de vue, la solution la plus vertueuse. La paille avec le bois massif est le meilleur des matériaux biosourcés, car c’est un coproduit agricole. Cette solution est aussi la plus aboutie puisqu’il existe un DTU pour l’ossature bois et des règles professionnelles pour la paille.

Photo : Stéphane Cochet

On parle beaucoup de terre crue et d’expérimentation en terre crue porteuse. Qu’en pensez-vous ?

Je suis beaucoup moins convaincu. J’ai participé en tant qu’AMO, avec un industriel, à un projet de construction en blocs de terre comprimée (BTC) porteurs. Nous devions ajouter 10 % de ciment à la terre et, sur le plan constructif, prévoir des chaînages et linteaux en béton. Au final, nous avions beaucoup de béton, sans compter qu’il faut isoler les parois. Donc à mon sens, l’intérêt de la terre porteuse est très limité dans les régions où il faut isoler. Les solutions de chape de terre seraient plus intéressantes à développer en substitution de celles en ciment : leurs coûts sont, en effet, potentiellement plus compétitifs dans la mesure où elles nécessitent moins de main-d’œuvre.

Et les bétons de chanvre ?

Alors là, je ne suis pas du tout convaincu, qu’il s’agisse de béton de chanvre ou de béton de copeaux de bois. Tous ces produits sont à base de chaux qui n’a pas un bon bilan carbone. Fabriquer de la chaux à partir du calcaire, c’est produire automatiquement du CO2 ! C’est la réaction chimique CaCO3 (calcaire) > CaO (chaux) qui est à l’origine de 60 % des émissions de C02 dans la fabrication des ciments CEM I ou II. Pour en revenir à la notion d’enveloppe nature, je m’intéresse beaucoup aux travaux de Sabine Barles1, sur le métabolisme urbain pour reboucler les cycles biogéochimiques. Et il n’y a pas que le carbone, il y a l’eau, l’azote, le phosphore, la biodiversité, qui constituent également les neuf limites planétaires… Ce qui m’intéresse à travers la construction bois, c’est de reboucler les relations entre ville et campagne, notamment avec l’agriculture. Par exemple, construire en bois en Ile-de-France signifie développer l’agroforesterie. On sait que l’association arbres-céréales est très intéressante, les premiers offrant un couvert aux deuxièmes. On essaie donc de repenser l’agriculture et de reboucler des cycles vertueux entre le monde bâti, les architectes et l’agriculture, deuxième secteur émetteur de GES en France, ex-æquo avec le secteur résidentiel-tertiaire.

 

Cet article est extrait du numéro 155 de 5façades à retrouver sur Calameo