LA CONSTRUCTION ECOLOGIQUE ENTRE ANCIENNES METHODES ET NOUVELLES TECHNOLOGIES

MEMBRESDUJ URY: SALSABI LABENAMAR KARI MT AHI RIJ OUTEI J URYEXTERNE: F ATI MAAZZAHRABENDAHMANE

Sommaire Remerciements ...................................................................................................................... 7 Résumé ............................................................................................................................... 8 Abstract .............................................................................................................................. 8 Dédicace ................................................................................................................................. 9 Introduction générale....................................................................................................... 10 Problématique .................................................................................................................. 13 Objectifs de la recherche.................................................................................................. 17 Cadre méthodologique : Méthodologie et mode d’investigation ................................... 17 PARTIE I APERÇU HISTORIQUE : EVOLUTION. .......................................................................... 18 Introduction de la partie .................................................................................................. 19 CHAPITRE I LES MATERIAUX ET TECHNIQUES DE CONSTRUCTION ECOLOGIQUE ............... 22 Introduction...................................................................................................................... 23 Caractéristiques ................................................................................................................ 24 Techniques utilisées ......................................................................................................... 25 a.

Pisé ....................................................................................................................... 25

b.

Torchis .................................................................................................................. 26

c.

Adobes .................................................................................................................. 26

d.

Super Adobe ......................................................................................................... 28

e.

La bauge (chantier TOGO) .................................................................................... 29

f.

La Brique de Terre Comprimée BTC ..................................................................... 29

La pierre dans la construction écologique. ...................................................................... 30 Conclusion ........................................................................................................................ 31

3

CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE ................................... 32 Introduction...................................................................................................................... 33 1.

Bâtiment polyvalent hôpital régional, Feldkirch, Autriche. ................................. 34

2.

L'église de la réconciliation, Berlin, Allemagne. ................................................... 35

3.

Ecole primaire de Gando, Burkina Faso ............................................................... 36

Conclusion ........................................................................................................................ 39 CHAPITRE III L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MAROC .................................. 40 Introduction...................................................................................................................... 41 Ksar d’Ait Ben-Haddou ..................................................................................................... 42 La ville portugaise de Mazagan ........................................................................................ 44 Conclusion ........................................................................................................................ 46 Conclusion de la partie ..................................................................................................... 47 PARTIE II LA CONSTRUCTION ECOLOGIQUE TENDANCES ACTUELLES ..................................... 48 Introduction...................................................................................................................... 49 CHAPITRE I L’IMPRESSION 3D .............................................................................................. 50 Introduction...................................................................................................................... 51 La matériau Terre en impression 3D ................................................................................ 52 Les points clés dans cette innovation............................................................................... 54 Les points clés inspiré de l’impression 3d en béton......................................................... 55 Les avantages clé .............................................................................................................. 55 Conclusion ........................................................................................................................ 56 CHAPITRE II L’AGGLO ECOLOGIQUE ..................................................................................... 57 Introduction...................................................................................................................... 58

4

Description du produit (l’agglo écologique) ..................................................................... 60 Interview avec le Co-fondateur de l’entreprise ............................................................... 60 Conclusion ........................................................................................................................ 65 PARTIE III ÉTUDES DE CAS APPROFONDIE BASEE SUR DES EXPERIMENTATIONS .................... 66 Introduction de la partie .................................................................................................. 67 CHAPITRE I L’ECOLE DE L’ATLAS ........................................................................................... 68 Introduction...................................................................................................................... 69 Objectif du concours ........................................................................................................ 70 Programme : projet pour une école primaire et préscolaire ........................................... 71 Organigramme du projet.................................................................................................. 72 Quantification du programme.......................................................................................... 72 Concept du projet............................................................................................................. 73 Description du projet ....................................................................................................... 74 Planches du concours ....................................................................................................... 76 Reportage photographique .............................................................................................. 77 Conclusion ........................................................................................................................ 78 CHAPITRE II SOLAR DECATHLON AFRICA .............................................................................. 79 Introduction...................................................................................................................... 80 Aspects humains/culturels ............................................................................................... 82 Aspects techniques/technologiques ................................................................................ 83 Description de la Maison .................................................................................................. 84 Philosophie de conception et conception de la maison .................................................. 85 Caractéristiques uniques de la maison.............................................................................. 87

5

Conclusion ........................................................................................................................ 97 CHAPITRE III CENTRE INFO-ENERGIE TATA......................................................................... 100 Introduction.................................................................................................................... 101 CIE Tata ........................................................................................................................... 102 Reportage photographique ............................................................................................ 111 Conclusion ...................................................................................................................... 112 Conclusion de la partie ................................................................................................... 113 PARTIE IV INTRODUCTION AU PROJET ................................................................................... 114 Articulation du mémoire théorique avec le projet et choix du site. .............................. 115 PARTIE V LE PROJET ................................................................................................................ 116 Liste des figures .............................................................................................................. 118 Bibliographies ................................................................................................................. 121 Webographie .................................................................................................................. 122

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Remerciements Le travail de ce rapport est le fruit d'un mûrissement personnel mais c'est aussi une œuvre, car il n'aurait pu être mené à bien sans l'aide de plusieurs personnes.

Je voudrais exprimer mes vifs remerciements à Mme. CHAHBI Mariame pour son implication profonde tout au long du processus de ce mémoire, elle a été au plus proche des évolutions du travail et a su m'accompagner et me guider dans l'élaboration de ce rapport tel qu’un parrain.

Je la remercie très chaleureusement pour sa grande disponibilité, son enthousiasme, son dynamisme, ainsi que pour l'aide scientifique précieux et tous les conseils qu'elle m'a fournis, ses recommandations ont significativement contribué à élaborer ce travail, et donner à ce rapport forme et contenu.

Je remercie également Monsieur LAALEJ Saif-Eddine, gérant de la société Zelij Invent et Madame BAJPAYEE Aayushi, chercheuse et doctorante en géologie, pour leurs contributions et leurs bonnes volontés de partager.

J'adresse ma profonde gratitude à Mme. BENDAHMANE Fatima-Azzahra Architecte spécialiste dans la conception bioclimatique qui a su se monter disponible et proche afin de répondre à mes multiples questions et qui ne cesse de partager avec moi ses connaissances et son expertise dans le domaine.

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Résumé Le domaine de la construction dans le monde a été dans le grand respect de l’environnement jusqu’à ce qu’il devienne le plus polluant avec l’augmentation de la demande et le besoin rapide d'industrialisation massive. Les matériaux locaux rudimentaire jusqu’à présent ont été facilement remplacés par le béton et la brique rouge qui portent l’image d’une exécution rapide et efficace. Durant ce travail de fin d’étude nous allons étayer ensemble les différentes techniques ancestrales pratiquées à travers le monde afin de se pencher par suite sur l’évolution de certaines d’entre elles. À tout prendre sur l'ensemble d’expérimentations personnelles au niveau des différentes régions du Maroc, façonnant les prémices d'un futur Architect !

Abstract The field of construction in the world was in great respect of the environment until it became the most polluting with the increase of the demand and the fast need of massive industrialization. The rudimentary local materials until now have been easily replaced by concrete and red brick which carry the image of a fast and efficient execution. During this final study we will document together the different ancestral techniques practiced throughout the world in order to look at the evolution of some of them. To take it all in on the set of personal experiments in the different regions of Morocco, shaping the beginnings of a future Architect!

‫خالصة‬ ‫ًا مع زيادة الطلب والحاجة السريعة‬ ‫كان مجال البناء في العالم يحظى باحترام كبير للبيئة حتى أصبح األكثر تلويث‬ ‫ تم استبدال المواد المحلية البدائية حتى اآلن بسهولة بالخرسانة والطوب األحمر والتي تحمل‬.‫للتصنيع الهائل‬ ‫ًا تقنيات األسالف المختلفة التي تمارس في‬ ‫ سندعم مع‬،‫ خالل عمل نهاية الدراسة هذا‬.‫صورة التنفيذ السريع والفعال‬ ‫ خذ كل شيء في جميع التجارب الشخصية في مختلف مناطق‬.‫جميع أنحاء العالم من أجل إلقاء نظرة على تطور بعضها‬ !‫ لتشكيل بدايات مهندس معماري في المستقبل‬،‫المغرب‬ 8

Dédicace A ma mère cet ange de tendresse, d’amour, de patience et de générosité, qui a veillé au bon déroulement de mes études.

A mon père auquel je tiens la force, l’appui, l’encouragement, la ténacité et qui a tout sacrifié pour mon éducation.

Ils m’ont enseigné que la vie est un défi qu’il convient de relever avec bravoure, persévérance et dignité dans la confiance en soi même et en Dieu, qui ont toujours été là pour moi.

Auxquels je dois ce que je suis. Que dieu vous protège.

A ma tendre sœur Oumaima et mon frère Abdelaziz, pour tant de confiance, d’amour, de patience, de soutien, de consolation et d’abnégation.

A tous mes amis et mes camarades et à leurs familles.

9

Introduction générale L’environnement au Maroc est en nette évolution depuis une décennie.

Une dynamique qui était actée par la nouvelle constitution depuis 2011 qui a ancré le principe du développement durable ainsi que la protection des ressources naturelles en reconnaissant plusieurs droits comme celui de l’accès à l’eau et à un environnement sain, et au développement durable.

D’un point de vue simple, le Maroc semble être dans une phase transitionnelle liée à un changement conjugué par des grandes politiques au niveau de plusieurs plans notamment l’utilisation de l’énergie verte pour les voies ferroviaires, la taxe pollueuse, la taxe verte, et l’installation des grands parcs solaires, ainsi que d’autres chantiers au niveau de la construction et bâtiment au Maroc.

Cependant, au niveau des constructions notre pays reste très contradictoire par rapport à cette vision en matière d’application des normes écologiques en liaison aux chantiers des différentes politiques et démarches entreprises.

10

La construction de bâtiments et de maisons individuelles, par exemple, bénéficient d’une technologie de pointe que celle déployée dans le BTP. L’image de la construction des maisons chez un Marocain reste un sujet complexe et évolutif depuis des siècles.

D’un autre côté, la construction écologique au Maroc n’est pas un sujet récent, bien au contraire, elle découle de méthodes ancestrales appliquées au milieu rural comme au milieu urbain. Cette méthodologie reste moins compétitive face à une économie de la construction qui favorise la production industrielle et standardisée de masse soutenue par une forte présence « marketing et commerciale ». Cela crée un réel défi pour la valorisation des matières, matériaux et produits fabriqués localement, peu énergivores, accessible et impliquant la main d’œuvre des artisans locaux.

Construire écologiquement aujourd’hui, nous oblige envisager encore plus des matériaux de qualité, durables, et respectueux de l’environnement.

Cela implique forcément une différence de couts entre le prix moyen d’une construction classique et le prix d’une construction écologique. Cette différence est plus souvent due à la qualité de prestations et leurs

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performances, qu’aux choix réellement adoptés et classifiés comme écologiques.

La construction écologique devient donc une véritable préoccupation plutôt qu’une tendance, ou carrément un épiphénomène. Il s’agit d’un « marché » reposant sur une formule non magique qui n’est que celle d ‘une « offre / demande ». Cela permet un positionnement d’une approche d’une certaine qualité environnementale en termes de solutions, matériaux, produits, systèmes de production d’énergie avec une approche des écomatériaux et écoproduits pour une construction dite écologique.

Durant ce travail nous allons exposer une progression temporelle allant d’un aperçu historique, au tendances actuelles pour finir sur un retour sur des expérimentations personnelles.

12

Problématique Le secteur de l’architecture a été qualifié, par la leader du développement durable Huther Lovins, de "conservateur dynamique", c'est-à-dire qu'il travaille dur pour rester au même endroit1.

En effet, alors que le secteur du bâtiment est l'un des plus polluant et drainant en termes de ressources, l'ONU Environnement estime pourtant qu'il "détient un énorme potentiel inexploité"

2

en termes de durabilité.

La prise de conscience globale se rapportant à l’épuisement des ressources et à l’emprise du système économique mondiale n’est pas nouvelle. De plus, les rapports en termes d’empreinte de carbone et d’énergie grise sont alarmants

et

les

mesures

pour

y

remédier

ne

suivent

pas.

Cela dit, le défi de la durabilité en architecture et en construction n’est plus un choix, mais s’impose comme un critère impératif de prime à bord et engage au changement. Cela remet donc en cause la manière de produire l’architecture, et son impact sur les enjeux environnementaux, sociaux et économique.

1

1 Elizabeth Donovan. « Traversing Sustainable Architecture”: Between Discourse and Practice. » 2018.

2 ONU Environment. « The 2018 Global Status Report: Towards a Zero-Emission, Efficient and Resilient Buildings and Construction Sector. » 2018.

13

L’approche de la société capitaliste du XXème siècle, tendant vers une globalisation

uniformisante,

a

déployé

un

détachement

et

une

émancipation des contraintes territoriales. En conséquent, les liens entre l’Homme et son environnement se voient rompu, entrainant avec, une perte d’identité et de pouvoir des habitants dans leur territoire. Dans une quête de réversibilité de ces processus, l’intérêt pour les valeurs vernaculaires renait, avec la volonté de produire un espace physique spécifiquement adapté à son utilisation et à ses environnements (géographique, culturel ou social) de la même façon que l’est l’architecture vernaculaire. Il est donc important de concilier l’homme avec son environnement, mais qu’en est-il du nouveau rapport de l’homme à la temporalité ?

Afin de répondre aux nouveaux défis, il faudrait toutefois s’adapter aux nouvelles configurations sociales. La révolution numérique des nouvelles technologies déploie une société du XXIème siècle, obsédée par la précision et qui vit en temps réel dans le monde de l’immédiat, bouleversant au passage le rapport de l’Homme à la temporalité. Il est donc pertinent de se questionner sur la manière dont le contexte actuel, monde de l’immédiat et des avancées technologiques, pourra revitaliser les

14

procédés vernaculaires en s’appuyant sur les initiatives durables et collectives émergentes. Comment la technologie peut-elle relever ce défi ?

On a déjà assisté à la digitalisation des procédés de conception avec les outils BIM, et l’évolution vers une digitalisation de la Construction semble être la prochaine étape. L’impression 3D, ou aussi la fabrication additive, est l’outil en première ligne vers cette évolution, capable de produire des architecture spécifiques et collaboratives, en corrélation avec les démarches et les objectifs vernaculaires. D’un point de vue technique, le processus d’assemblage couche par couche, et les caractéristiques des matériaux imprimables en 3d, permettent et encouragent l’emploi de matériaux locaux propres au site, notamment la terre et les fibres végétales. Favorisant ainsi l’expérimentation, le partage de connaissances et la compréhension fine des ressources propres au site, et encourage la démocratisation des moyens de constructions. Au point de contact entre la mise en valeur d’une localité et l’intégration dans un contexte global, l’impression 3D d’édifices en se basant sur les techniques et matériaux de l’architecture vernaculaire laisse transparaitre de nombreux potentiels en tant que modèle pour une révolution durable du secteur du bâtiment.

15

Quel est donc le potentiel d’un croisement entre les procédés d’architecture écologique et les nouvelles technologies, pour la production d’une architecture Durable ?

Quelles sont les corrélations en termes de démarches et de pratiques, entre l’architecture écologique et la construction par impression 3D, qui permettraient de rendre cette convergence réalisable ?

Quelles sont les perspectives d’évolution, de réalisation d’un tel processus?

16

Objectifs de la recherche À travers ce travail de recherche l’objectif est d’orienter les nouvelles constructions vers l’utilisation de matériaux plus écologiques. On peut constater que les techniques ancestrales ont évolué et ont réussi à convertir leurs contraintes en opportunités.

Cadre méthodologique : Méthodologie et mode d’investigation

Ce travail de recherche se basera sur une méthode d’approche mixte, une approche quantitative sur la base de questionnaires et entrevus, et une approche qualitative sous forme d’études de cas pour des projets dans des lieux et d’époques différentes, et aussi des expérimentations personnelles.

17

PARTIE I APERÇU HISTORIQUE : EVOLUTION.

18

Introduction de la partie Habiter provient du besoin vital de protection et de survie contre les animaux sauvages, de lutter contre la prédation dans la nature et de l’environnement et ses intempéries.

Dans les pays avec un climat à forte précipitations, les éléments de construction étaient principalement le bois, le feuillage et les peaux d’animaux. Cependant sur les côtes méditerranéennes, la végétation est un élément rare, les habitants construisaient leurs logements avec de l’argile, la terre crue, ce qui représente des modes assez diversifiés et larges.

Les premières villes en Mésopotamie ont été construite avec de la terre comme matériau principal de construction. Hormis les pyramides en Egypte, la majorité des vestiges architecturaux de cette période ont disparue, car la terre crue se dégrade plus vite que la pierre. Quels sont les modes de constructions utilisés et les différentes limites posées ?

19

En commençant par un tas de boules de boue former à la main, on commençait à construire des bâtiments avec des briques de boue. Plus tard, l'apparition des fortifications et des dômes a complètement changé le processus de construction. Ces dernières avancées architecturales produiront d'immenses temples et cités-temples il y a environ 5 000 ans.

Des vestiges de bâtiments en terre ont ensuite été découverts dans le monde entier.

Les plus anciennes traces de constructions en pisé trouvées en Europe semblent remonter à 6000 av. Ce sont les colonies d'origine en Thessalie. À une époque difficile ou économiquement difficile, les maçons utilisaient des clôtures en poterie, tandis qu'à une époque plus stable et plus riche, les bâtiments étaient construits en briques. En raison de l'avancement de la technologie du travail du bois, des bâtiments à colombages sont apparus par la suite. Cependant, à partir du XVIIIe siècle, la terre crue fait un retour en force, peut-être sous l'influence des plus de 70 fascicules de François Cointeraux sur l'association du pisé et de la pierre et de l'argile. A cette époque, la pierre brute s'installera dans le paysage architectural, et ne sera mise de côté qu'à la fin de la Seconde Guerre mondiale, ce qui est propice à

20

une acquisition plus rapide des matériaux dans l'urgence de la reconstruction.

La terre est l’un des plus anciens matériaux de construction. Car construire en terre crue permet d’exploiter le matériau le plus proche, celui que l’on a sous les pieds, disponible à peu près partout dans le monde. La brique en terre crue et la brique compressée, de même que le pisé, sont les techniques de construction en terre qui ont été les plus utilisées dans l’histoire de la construction jusqu'à nos jours.

Aujourd’hui encore, près de la moitié de la population mondiale vit dans un habitat en terre crue.3

3

Www.torchis-terrecrue.fr

21

CHAPITRE I LES MATERIAUX ET TECHNIQUES DE CONSTRUCTION ECOLOGIQUE

22

Introduction Après la seconde guerre mondiale, l’Homme avait le besoin immédiat d’un abri résistant et à moindre coût. Des caractéristiques qu’on retrouve dans le béton,

qui

ont

fait

les

bâtiment

et

l’urbanisme

moderne.

Aujourd’hui nous sommes dans une aire qui exige la durabilité et la préservation de l’environnement, ce qui remet en avant d’autres matériaux de construction.

Contrairement au béton, les constructions en terre crue représentent un bilan écologique nettement plus positif. C’est un matériau local qui ne nécessite ni transport ni énergie pour la combustion, il est à 100% recyclable et renonce à toute forme de pollution pour sa mise en œuvre.

Aussi, l’argile -liant de la terre crue- est utilisée de différentes façons. Elle permet une bonne adaptation aux technologies relatives au béton. Une assez bonne résistance à la compression et une forte inertie thermique, ce sont des paramètres propres à la terre crue, pour cela elle est définie comme régulateur hygrothermique. Lorsque la température baisse, la chaleur cumulée durant la journée est rétablie. En période sèche, la terre restitue l’humidité absorbée pour atteindre l’équilibre.

23

Caractéristiques La terre comme matériaux de construction est caractérisée tout d’abord par étant le matériau naturel que nous pouvons facilement extraire et transporter partout au monde, ses techniques de mise en œuvre sont primitives et facilement applicables par n’importe quel habitant non spécialiste. Il est alors un matériau biosourcés universels, abondants et faciles à obtenir, avec des avantages écologiques et économiques indéniables.

Le matériau terre présente un grand avantage dans sa mise en œuvre, nous l’utilisons avec des manières extrêmement diversifiées offrant ainsi une grande palette de possibilités aussi bien architectoniques qu’esthétiques.

La richesse de ce matériau permet des constructions intemporelles dans des contextes différents (rurale ou urbain), et avec des techniques différentes tel le pisé, le torchis, l’adobe, la brique …

24

Techniques utilisées La terre est un matériau qui a été développé dans de multiples régions à travers le monde, grâce à cela plusieurs techniques en découlent

a.

Pisé

Le pisé est un mélange de trois composants : la terre, du gravier et de l’eau.

Toute fois la nature de la terre varie selon la nature du sol, sa granulométrie peut être argileuse, sableuse …etc.

Ce mélange est bien malaxé avant d’être compacté. A l’image du béton d’aujourd’hui, le pisé est compacté à de fines couches légèrement humidifié

et

successives

entre

un

coffrage

en

bois.

L’outil de compactage primitif est une sorte de bâton en bois qu’on appelle ‘‘le pisoir’’.

Les murs en pisé sont des murs porteurs, mais qui restent très fragile à l’élément aquatique, raison pour laquelle on utilisait des toitures débordantes et un soubassement en pierre.

Figure 1: schémas de compactage du pisé traditionnel à l'aide d'un coffrage glissant

25

Aujourd’hui, le pisé est de plus en plus métrisé, nous avons pu améliorer sa compacité avec des compacteurs pneumatiques comme le fouloir dans des coffrages métalliques, garantissant une meilleure finition et planéité des murs. Nous ajoutant aussi des additifs telle la chaux ou le ciment pour améliorer la stabilité du mur et garantir sa solidité.

b.

Torchis

Le torchis est une technique de construction qui lie le bois à la terre, c’est sur une ossature en bois qui fait office de structure que nous appliquons un mélange de terre argileuse fine et de paille pour couvrir l’ensemble finalement d’une couche de chaux.

Aujourd’hui, nous pouvons gagner plus de temps de mise en œuvre en préfabriquent cette ossature bois au préalable.

c.

Adobes

L’adobe est l’une des premières formes de briques, traditionnellement moulé manuellement dans des moules en bois, ou comprimée à l’aide de

Figure 2: technique de mise en œuvre d'un mur en torchis

pilons de bois. Le mélange de terre crue légèrement humidifié est ensuite

26

séchée à l’air libre. Nous pouvons retrouver des fibres végétales comme la paille, son rôle est de stabiliser encore plus la brique.

Actuellement, nous utilisons des nouvelles techniques pour produire plus de briques en peu de temps, de façon plus industrielle et à l’aide de rouleau compresseur à alvéoles nous sommes arrivés à optimiser sur la matière et accélérer le processus de séchage… on parle alors de briques alvéolées ou extrudées.

Au XXème siècle et à l’aide de la presse hydraulique, la BTC (brique de terre comprimée) voie le jour, elle est stabilisée à la chaux et permet un gain de temps énorme en rabaissant les délais de construction.

Figure 3: moulage et séchage de l'adobe.

27

d.

Super Adobe

Le super adobe est une technologie de construction écologique inventée par l'architecte irano-américain Nader Khalili4. Un simple sac de terre et un peu d'huile de coude peuvent construire une maison en quelques jours à quelques semaines.

Le procédé est déroutant de par sa simplicité et les résultats obtenus : la maison à Benslimane utilise des matériaux totalement écologiques, elle est

Figure 4: Technique de construction Super Adobe

composée de 4 pièces à vivre. La technique du super adobe accepte d’être fusionné avec d’autres technique tel sur le projet en exemple, une fusion entre le super adobe et la pierre de d’Ourika témoignent d’une grande homogénéité de l’ensemble.

Figure 5: Maison construite en super adobe à Benslimane.

4

Nader Khalili Nader Khalili (1936-2008) est l'architecte irano-américain de renommée mondiale, auteur, humanitaire, enseignant et innovateur du système Geltaftan Earth-and-Fire connu sous le nom de Ceramic Houssés, et du système de construction Superadobe.

28

e.

La bauge (chantier TOGO)

La bauge est une méthode constructive qui se base sur l’empilement de boules de terre argileuse pour façonner un mur, c’est une technique complètement manuelle qui forme un mur massif monolithique. Ensuite, on utilise un outil tranchant pour lisser le mur qu’on appelle paroir, (une sorte de longue pelle aux abords affutés). La construction en bauge est la méthode la plus rudimentaire, elle nécessite plusieurs mois de séchage complet après l’achèvement de la construction.

f.

La Brique de Terre Comprimée BTC Figure 6: Construction en bauge au TOGO (collaboration avec l’association JEV-TOGO)

La brique de terre comprimée est le procédé industrialisé de l’adobe. C’est une technique qui compte sur une presse manuelle, ou mécanique pour mettre des petits blocs de terre sous haute pression avant de les sortir en forme compacte. Elle permet une grande flexibilité dans sa mise en œuvre et peut être utilisé comme élément de construction ou à des fins décoratives. A partir de cela plusieurs modèles d’appareillage s’offrent au constructeur, dépendamment du type de structure, la dimension des blocs, et l’effet esthétique recherché.

Figure 7: Préparation du BTC à l'aide d'une presse manuelle.

29

La pierre dans la construction écologique.

Un matériau naturel, solide et crée une barrière à l’eau sans être étanche, c’est bien la pierre nous la connaissons et les châteaux fort dans le monde nous le rappelle. C’est un matériau poreux qui absorbe l’humidité et sèche après une ventilation. Selon sa porosité la pierre peut être un très bon régulateur d’humidité. Dans les plus basses températures on rajoute une bonne isolation au complexe du mur afin de protéger les espaces contre les déperditions.

Les familles de pierres :

•

Le granit : la pierre la plus dure, la plus résistante elle n'est pas poreuse.

•

Le basalte : Une pierre appréciée pour sa dureté et sa faculté de polissage.

•

Le marbre : Durable, mais aussi résistant à la chaleur et esthétique.

•

Le schiste : Utilisé comme moellon en maçonnerie.

• Le grès : Pierre non poreuse qui ne craint pas le gel.

30

Conclusion Pour conclure, il est certain qu’une construction écologique devra se tourner vers le futur. Cela dit, elle ne peut clairement pas tourner les dos à des milliers années de savoir-faire et ingénierie intuitive. Lister et analyser les techniques de constructions, nous permet d’apporter un regard nouveau sur une limite souvent invisible entre les matériaux et leurs techniques de mise en œuvre.

Un matériau n’est ni ancien ni contemporain, cependant les techniques de construction peuvent devenir obsolètes. La technicité à apporter sur ce point est une clé vers un avenir accessible de la construction durable inclusive.

31

CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE

CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE

32

Introduction Dans ce chapitre, on passera en vue des exemples de bâtiment dont la prouesse technique a donné de nouveaux élans quant à l’usage des matériaux écologiques.

Ces bâtiments deviennent des vecteurs d’une nouvelle image et d’un enseignement par l’exemple. Connaitre les contraintes techniques et les limites constructive est la première information pour un nouveau mode opératoire.

33

1.

Bâtiment polyvalent hôpital régional, Feldkirch, Autriche.

Une collaboration entre le cabinet d’architectes Lehm Ton Erde Baukunst GmbH et Martin Rauch, artiste et céramiste autrichien, a donnée naissance à ce projet de bâtiment polyvalent en terre technique du pisée. C’est un projet qui a fait l’objet de plusieurs publications. Cet artiste a collaboré sur d’autres projets tel la Chapelle de la Réconciliation à Berlin en Allemagne (2000), la Maison Rauch à Schlins en Autriche (2008) et l’École d’agriculture de Mezzana à Balerna en Suisse (2012). Sur ce projet, l’artiste intervient

Figure 9: Bâtiment polyvalent Hôpital régional (19921993)

pour créer un mur courbe et imposant en pisé (133m de longueur pour 6m de hauteur et 35cm d’épaisseur) dans le vestibule de l’hôpital.

Ce mur, protégé par une enveloppe inclinée jouant le rôle d’une serre, agit comme

régulateur

thermique.

Les propriétés thermiques de ce mur permettent la diminution de 2°C de chauffage en hiver pour un total d’économie d’Energie annuel qui dépasse les 10%. Son esthétique révèle l’aspect fonctionnel du hall. Pour le valoriser encore plus, l’artiste composa le mur de plusieurs sortes de terre aux couleurs nuancées, ceci permet de souligner l’horizontalité du mur et révéler sa technique de mise en œuvre. (Horsch & de Paoli, 2014 ; Anger & Fontaine, 2009 ; Bronchart, 2013 ; Lehm-Ton-Erde).

Figure 8: Bâtiment polyvalent Hôpital régional (19921993)

34

Sur un linéaire de plus de 180m, ce régulateur climatique de 6m de haut contraste avec la façade en verre inclinée, scintillante et orientée sud. Le hall d’entrée est alors une grande véranda qui améliore de façon radical le bilan énergétique du bâtiment.

2.

L'église de la réconciliation, Berlin, Allemagne.

L'église de la réconciliation de Berlin a été créée en collaboration avec les architectes Rudolf Reitermann et Peter Sassenroth pour commémorer le 30e anniversaire de la chute du mur de Berlin. Le bâtiment a une forme ovale et se compose de deux enveloppes : une extérieure sous forme de bardage en bois, donnant une sensation de fragilité, et une intérieure

Figure 10: Chapelle de la Réconciliation, Berlin

construite en pisée de 7 m de haut et d'environ 50 cm d'épaisseur, donnant une forte impression. Ce dernier est un mélange de terre naturelle et de briques cassées récupérées d'une ancienne église détruite en 1985. Le bâtiment est protégé des intempéries grâce à sa coque extérieure en bois, et il est sublimé par les rayons de soleil qui traverse ses lattes.

À l'intérieur, Martin Rauch a également construit un autel cubique en pisé brun et rouge. L'utilisation de la terre comme matériau permet d'interpréter de manière contemporaine la tempérance cistercienne de la

Figure 11: Chapelle de la Réconciliation, Berlin

35

chapelle. (Horsch & de Paoli, 2014 ; Anger & Fontaine, 2009 ; Bronchart, 2013 ; Mémorial du Mur de Berlin ; Chapelle de la Réconciliation).

3.

Ecole primaire de Gando, Burkina Faso

Francis Kéré

5

architecte qui milite pour une architecture durable,

accessible et contemporaine et faisant preuve d’une grande qualité. A travers son premier projet de l’école de Gando, il a réussi à prouver qu'un bâtiment simple, économique et écologique est possible grâce à l'utilisation du BTC et de l'acier.

En 2004, il a remporté le prix Aga Khan d’architecture avec le projet de

Figure 12: Ecole primaire de Gando

l'école élémentaire Gando au Burkina Faso. Les principes de conception de ce projet s’articulent autour de murs en briques de terre comprimée régulateurs de chaleur, et d’une toiture ventilée entre BTC et tôle ondulée montée sur une charpente métallique, et qui favorise l’isolation phonique.

La toiture sert de casquette pour le bâtiment et protège ses murs des eaux de pluie, offrant ainsi des espaces ombragés pour les étudiants.

Dans une démarche participative, Kéré invita les villageois à la construction 5

Diébédo Francis Kéré est un architecte burkinabé primé Aga Khan (2004) et Global Holcim Award Gold (2012).

Figure 13: Ecole primaire de Gando

36

de Elle

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école, sa

ils

ont plus

répondu grande

présent

avec

réussite

enthousiasme. du

projet.

(Anger & Fontaine, 2009 ; Deboutte, 2011 ; Kéré Architecture).

Figure 14: Plan de l'école primaire de Gando.

37

Figure 15: Sections de l'école de Gando

38

Conclusion Ces projets représentent un panorama de programme différents, dans des emplacements distincts.

Pourtant ils ont un point en commun : Tous sont à la fois contextuel et véhicule l’image de bâtiments écologiques contemporains, malgré la différence de background.

39

CHAPITRE III L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MAROC

CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE

40

Introduction Au Maroc, Si l’on veut donner une définition à la construction écologique, on pourrait sans grande prise de risque l’associer à la construction traditionnelle. La terre et la pierre ont donner pendant longtemps son image à la construction de nos villes et villages.

Dans ce chapitre, On listera deux exemples à deux temporalités différentes qui illustres un savoir-faire de la construction locale qui portes toutes les normes d’une architecture écologique.

41

Ksar d’Ait Ben-Haddou Inscrit patrimoine mondial de l’UNESCO ksar d’Ait Benhaddou est un ensemble de bâtiments en terre entourés de murailles défensifs périphériques. Situé dans la province de Ouarzazate, le ksar est l’exemple typique de l’habitat présaharien traditionnel.

A l’intérieur de ses murailles, on retrouve une mixité sociale allant de l’habitat le plus modeste à des semblant de petits châteaux urbains. Les constructions sont principalement réalisées en pisé mais en y retrouve aussi des éléments décoratifs en briques de terre crue. L’ensemble de bâtiment représente un panorama de techniques de constructions du XVIIème siècle. Le site se trouve sur l’axe commercial liant l’ancien Soudan o Marrakech.

Figure 17: Skyline du village Auteur : Yvon Fruneau

Le

Ksar

compte

plusieurs

espaces

et

équipements

publics

de

rassemblement, notamment une place et une mosquée, sur des lieux protégés soit par un relief naturel assez délicat ou une densité d’habitation on retrouve le grenier du village, une tour où on stock les aliments et les céréales.

42

A cause des mutations culturelles et socio-économiques irréversibles le ksar est aujourd’hui protégé par l’UNESCO comme parfaite illustration de la culture sud-marocaine du XVIIème siècle.

A l’entrée du village, les grandes demeures aux motifs décoratifs sont conservées et bien entretenu principalement grâce au suivi continu du comité de contrôle des infractions. Seule quelques bâtiments ont pu échapper à sa vigilance, on y retrouve des linteaux portatifs en béton mais qui restent dissimulés par des enduits de terre.

Figure 18: Exemple d'éléments décoratifs su les habitations du village Auteur : Jean-Jacques Gelbart

43

La ville portugaise de Mazagan A leur destination vers l’Inde, les explorateurs portugais édifient Mazagan (El-Jadida) comme colonie fortifiée sur la côte atlantique au début du XVIe siècle, offrant un exemple exceptionnel des influences croisées entre les cultures européenne et marocaine du XVIe au XVIIIe siècle, qui apparaissent clairement dans l'architecture, la technologie et l'urbanisme.

Les frères Francisco et Diogo de Arruda construisirent la première citadelle en 1514. Celle-ci fut agrandie en 1541- 1548 et transformée en forteresse en forme d'étoile par Joao Ribeiro et Juan Castillo selon les plans de l'architecte italien Benedetto da Ravenna. Alors que la plupart des comptoirs portugais dans le monde ont subi beaucoup de changements, Mazagan est mieux conservée que les autres fortifications portugaises, on cite à titre d’exemple ses monuments emblématiques, principalement (remparts, bastions, citerne, églises).

Une réhabilitation de la forteresse au milieu du XIXe siècle s’impose, l’appellation est dorénavant El-Jadida (la nouvelle), devenant un centre commercial et une société multiculturelle comptant des habitants musulmans, juifs et chrétiens. Consciente que ce patrimoine appartient désormais à toute l'humanité, la population de la ville s'y sent très

Figure 19: La Citerne Portugaise (ancien grenier à grains)

44

impliquée et s'approprie le souci de conservation et d'animation de ce haut lieu d'histoire Maroco-portugaise qui lui a permis l’inscription sur la Liste du patrimoine mondial. Le maintien de l'intégrité visuelle par rapport à la zone urbaine d'El-Jadida et la relation harmonieuse entre la ville portugaise et la ville moderne qui l'entoure sont un souci constant qui nécessite le contrôle de la hauteur des constructions à l'intérieur comme à l'extérieur de la zone tampon.

Figure 20: Skyline et contraste des matériaux "Mazagan"

45

Conclusion L’approche écologique n’est pas une culture importée au Maroc. Bien au contraire, les médinas, ksour et Kasbah témoignent de ce fait des années durant à des époques différentes. Et cela va de l’architecture à la construction.

La maitrise des bâtisseurs locaux vaut au Maroc des distinction et une reconnaissance internationale.

46

Conclusion de la partie Les limites entre le passé et le futur s’entremêle pour définir la construction écologique. Elle n’a pas qu’une image, elle en a plusieurs.

Elle n’a pas une forme ou une matière, elle est le fruit de leurs brassages.

Elle n’a certainement pas une technique mais plutôt une histoire d’évolution technique. D’ailleurs la clé de voute est certainement à quel mesure

la

technologie

peut

démocratiser

la

construction

écologique ?

47

PARTIE II LA CONSTRUCTION ECOLOGIQUE TENDANCES ACTUELLES

48

Introduction Le futur est-il construit ?

Le futur peut-il être imprimé ?

La technologie peut libérer les matériaux des techniques de mise en œuvre conventionnels connu jusqu’à aujourd’hui ?

Verrons-nous

la

naissance

de

nouveaux

matériaux

issue

de

l’industrialisation ou la revalorisation de matières encore jamais utilisé dans la construction ?

49

CHAPITRE I L’IMPRESSION 3D CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE

50

Introduction .

L'industrie de la construction est secouée par un vent de changement, équilibrant le besoin urgent de remédier à la détérioration des infrastructures dans le monde développé et la volonté de construire de nouvelles infrastructures dans les économies émergentes tout en imaginant des moyens d'améliorer son empreinte carbone catastrophique.

Une grande partie de l'impact environnemental délétère de la construction résulte de l'utilisation du béton ainsi que des inefficacités tout au long du processus de construction qui entraînent des déchets et des dépenses énergétiques considérables. Les méthodes de fabrication additive sont sur le point de transformer considérablement l'industrie en améliorant l'automatisation, en permettant une économie d'utilisation des matériaux et en permettant une fusion sans précédent de la forme et de la fonction ; Cependant, le recours au béton comme matériau extrusif de choix peut potentiellement aggraver considérablement les défis environnementaux croissants. Dans cette perspective, une toute nouvelle palette de

Figure 21: test d'impression 3D à la Texas A&M University

matériaux de construction d'origine naturelle à base de sols naturels a été développée, ils sont reconfigurés en formulations extrudables compatibles avec la fabrication additive.

51

La matériau Terre en impression 3D L'impression 3D n'est pas utilisé uniquement pour fabriquer de petites pièces, mais elle peut également être utilisée pour construire de grandes structures rapidement et à moindre coût. À Austin, au Texas, par exemple, les gens ont utilisé l’impression 3D pour fabriquer des abris en béton pour les sans-abris et les SDF. Mais le béton a des inconvénients environnementaux.

Des études en environnement estiment que la fabrication du béton génère jusqu'à 8% de la production humaine des émissions mondiales de CO2, en plus de cela le béton reste un matériau difficile à recycler.

Ainsi, à la Texas A&M University, les chercheurs développent des matériaux alternatifs pour réduire la dépendance de l'industrie au béton, en proposant d'adapter les sols récoltés localement pour l'impression 3D.

Pour démontrer l'idée, ils ont créé un matériau à base d'argile récupéré

Figure 22: prototype en forme organique imprimé à échelle réduite

localement.

52

« Notre approche consistait donc à prendre la forme la plus complexe disponible dans la nature, car si nous prouvons que nous pouvons faire le mélange complexe, puis faire des mélanges non complexes et achetés en magasin les composants est beaucoup plus faciles » Aayushi Bajpayee.

Pour créer un matériau imprimable en 3D à partir d’argile, Aayushi mélangea l’échantillon prélevé avec du silicate de sodium et un catalyseur alcalin.

Aayushi Bajpayee chercheuse en géologie et doctorante chef de groupe de chercheurs à la Texas A&M University.

Les précurseurs de silicate réagissent pour former un cadre de siloxane qui lie les particules d'argile ensemble au fur et à mesure que le matériau imprimé durcit. La formule a été adaptée pour qu'elle coule facilement grâce à une imprimante 3D et durcie rapidement pour soutenir la prochaine couche de matériau. Le résultat a ensuite été utilisé pour construire une structure de test. « La chimie permet d'utiliser une variété de sols et évite le transport de matériaux longues distances. Il faut alors s’appuyer sur une analyse du sol qui grâce à la chimie pourra être modifier et ajusté pour qu’elle puisse accepter l’impression 3D. » Dit le professeur Sarbajit Banerjee6. Jusqu’à présent le mélange est plus efficace sur les éléments non structuraux mais ils visent toujours une meilleure résistance.

Figure 23: prototype imprimé à echelle 1 par l'entreprise Italienne WASP. 6

Sarbajit Banerjee professeur des sciences et génie des matériaux à la Texas A&M University primé Davidson Chair in Chemistry.

53

L'équipe travaille à optimiser leur trousse à outils de chimie pour produire des matériaux plus résistants qui peuvent traverser des imprimantes 3D géantes tout en maintenir l'empreinte carbone de la technologie en échec.

[Sarbajit Banerjee] dit que si la fabrication additive décolle et ça n’arrive qu’avec du béton, cela augmenterait l'empreinte carbone de l'industrie du bâtiment. Elle confirme qu’avec son équipe ils sont au bord d’un énorme changement de paradigmes dans la construction, et ceci en grande partie grâce aux avancées dans la chimie.

Les points clés dans cette innovation •

Un cadre a été conçu pour utiliser des matériaux d'origine naturelle modifiés pour être extrudables, compactables et compatibles entre eux afin de permettre la construction de structures porteuses durables.

•

Un nouveau mélange a été développé qui améliore la fluidité du sol grâce à la création d'un réseau de siloxane pour permettre l'imprimabilité.

54

•

L'argile de la série BurleWash7 a été modifiée pour construire des structures porteuses et la dispersion s'est avérée rhéologiquement compatible pour l'impression 3D.

Les points clés inspiré de l’impression 3d en béton •

Capacité de malléabilité

•

Temps de séchage

•

Resistance mécanique

Les avantages clé

7

•

Réalisation de géométries plus complexe.

•

Réduction de la dépendance à l’Homme.

•

Réduction de la consommation d’Energie.

La série d’argile BurleWash est la composante compatible avec l’impression 3D

Figure 24: Grue Guêpe système d'impression 3d collaboratif modulaire.

55

Conclusion L’entreprise italienne WASP (WASP : World’s Advanced Saving Project, entreprise spécialiste dans l’impression 3D à petite et à grande échelle) leader dans la construction en impression 3D a déjà réalisé à Dubaï un pop-up store pour Dior, et un premier modèle d’habitat éco-durable à Ravenna en Italie.

Le procédé rassemble la chimie du sol avec la science composite, la Figure 26: Pop-up store de Dior imprimé en terre par fabrication additive à Dubaï.

modélisation

des

phénomènes

à

méso-échelle,

les

études

rhéologiques des « encres de sol extrudables », la conception générative et le développement de corrélations structure-fonction robustes reliant les structures atomistiques et à méso-échelle ainsi que la géométrie de l’architecture aux capacités de charge et à la réponse

mécanique.

A l’aide d’un échantillon d'argile « Burle Wash » naturellement récolté réticulé par la formation d'un cadre de siloxane, une illustration a été imprimé en 3D dans une structure porteuse. La nécessité d'une approche intégrée d'évaluation du cycle de vie est soulignée pour assurer le développement d'une nouvelle palette de matériaux de Figure 25: Habitat éco-durable imprimé en terre par fabrication additive à Ravenna, Italie.

construction durables.

56

CHAPITRE II L’AGGLO ECOLOGIQUE CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE

57

Introduction Parmi les secteurs en pleine mutation avec les constructions durables, matériaux biosourcés, le BTP voit une nouvelle opportunité de croissance avec l'utilisation du plastique recyclé. Mais seul 20% des plastiques recyclés sont utilisés dans le BTP. Pourtant il est le second secteur utilisateur de plastique recyclé après le secteur des emballages. La production de matériaux durable à partir de déchets permet d'envisager une construction responsable.

Le plastique joue un rôle primordial dans le bâtiment. Pour preuve, en Europe plus de 20% de la production polymères sont utilisés dans le BTP et les innovations restent nombreuses. Certes leurs propriétés intrinsèques y sont pour beaucoup, mais dans bien des cas ils sont choisis pour leurs performances énergétiques et leurs qualités environnementales. Au Maroc, le secteur du recyclage des plastiques rencontre, encore, de nombreux problèmes, en l'occurrence :

● L'augmentation des déchets ménagers avec un taux faible de collecte. ●

L'absence

d'un

tri

des

déchets.

● L'informalité caractérisant la gestion du secteur.

58

Néanmoins, certains groupements d'intérêt économique (GIE) ont vu le jour afin d'organiser et de formaliser l'activité de recyclage des plastiques au Maroc. Les plastiques usagés trouvent de nombreux débouchés dans le monde du bâtiment. Et la startup ZELIJ INVENT est le premier exemple au Maroc.

Zelij Invent est une entreprise marocaine qui se spécialise dans la production, commercialisation et agencement des produits de revêtement de sol écologique à base de plastique recyclé ; pavés (autobloquant), zellige traditionnel ; carrelage écologique et agglos de construction. Avec les mêmes caractéristiques d'utilisation des produits ordinaire, les produits Zelij sont 100% écologique, plus dure et durable et moins chers à produire.

Figure 27: image des agglos écologiques.

59

Description du produit (l’agglo écologique) Des Agglos écologique et autobloquant en format 30x15x13 cm, fabriquer a base d'un mélange de 40% de plastique recyclée et d'autres additives. Ces blocs de construction peuvent être utiliser comme alternative écologique aux agglos en béton pour construire des bâtiments, des murs de clôture, des hangars et plus encore.

Pour mieux comprendre ce produit nous avons procédé à un entretien téléphonique avec Monsieur Saif-Eddine Laalej Co-fondateur de l’entreprise Zelij Invent, qui a eu la gentillesse de répondre à un ensemble de nos questionnements.

Figure 28: Prototype d'agglo écologique.

Interview avec le Co-fondateur de l’entreprise

Votre produit répond-il à un ou des besoins ? Si oui lesquels ?

•

Construire avec efficacité et efficience.

•

Réduire son investissement en construction et BTP.

•

Réduire l’emprunt carbone au niveau des chantiers de construction.

•

Respect des normes du secteur en vigueur.

60

•

Augmenter l’efficacité totale des bâtiments.

En quoi votre produit représente une proposition de valeur à votre marché (propositions / Besoins/ Solutions /Différenciation) ?

•

Zelij Invent est le premier producteur au Maroc d'agglos écologique à base de plastique recyclée.

•

Des produits de construction deux fois moins cher à produire.

•

Agglos 30*15 de Classe CII selon la classification de la norme marocaine en vigueur.

•

Des blocs autobloquant (format Lego) sur les quatre cotés facile à installer.

•

Optimisation de 30% à 40% du mortier utilisé lors de la construction.

•

Optimisation de 38% en moyenne de temps de pose.

Quels sont vos clients cibles ?

•

Architectes

[Bâtiment,

Urbaniste,

Paysagiste,

Médiateur

architectural] •

Promoteurs immobilier et entreprise de BTP

•

Particulier et professionnel porteur de projet de construction

61

Quels sont les éléments à corriger pour améliorer votre produit ?

•

Nous allons réduire la porosité des agglos 30*15 et augmenter leurs résistances en utilisant une machine de moulage automatique, aussi on va réaliser des essais en augmentant le pourcentage de plastique recyclée utilisée.

Quelles remarques ont été formulées par vos prospects sur votre produit?

Nos prospects ont soulevé trois points : - Notre produit apporte une vraie différence au marché BTP - Mises à part les caractéristiques de résistance performante qu’offre le produit il serait judicieux de développer notre proposition de valeur en effectuant des tests acoustiques et thermiques dans le but de s’ouvrir sur d’autres marche très peu desservi - Une démonstration en taille réelle et/ou un carnet de références peut appuyer davantage notre argumentaire - Un réel intérêt pour le cout global de construction réduit et l’aspect écologique.

62

Que pourriez-vous changer pour que de nouvelles cibles soient intéressées par vos produits ?

Dans un premier lieu nous allons redéfinir notre persona pour mieux orienter nos actions commerciales.

Ensuite en ce qui concerne notre produit nous allons tester et mettre en avant les performances acoustiques et thermiques au niveau d’une plaquette commerciale pour faire comprendre notre offre.

Pensez-vous être capable d'effectuer ces changements ? Si non pourquoi ?

Oui, on est toujours en amélioration continue, nous allons prendre en compte et exécuter l’ensemble des remarques et changement nécessaire dans les jours à venir.

Quels sont les produits à développer à moyen terme ?

Sur le moyen terme on va produire des demi-blocs de cloison de murs et nous comptons diversifier notre gamme de produits en proposant des pave autobloquants.

63

Figure 29: Processus de fabrication.

Figure 30: Les canaux de distribution

64

Conclusion Zelij Invent fabrique et commercialise des agglos écologiques et superposable pour murs et cloisons communément appelés blocs de construction. Il s’agit d’agglos porteurs de classe CII, ils conviennent pour toutes les formes de murs

Figure 32: Résumé des avantages d'utilisation de l'agglo écologique.

Figure 31: Dessins techniques de l'agglo écologique.

Tableau 1:récapitulatif des caractéristiques techniques du produit.

65

PARTIE III ÉTUDES DE CAS APPROFONDIE BASEE SUR DES EXPERIMENTATIONS

66

.

Introduction de la partie Sans réellement choisir une orientation écologique, des expériences professionnelles m’ont exposé à différents prismes de l’usage de techniques de construction en les matériaux locaux. Les matériaux les plus accessible, les plus performants, les plus disponible, les plus inclusifs, identitaires…: Que des options pour choisir la construction écologique . Elle est faite par essence de toutes ces définitions auxquelles elle apporte simultanément des réponses.

Ce chapitre relate une expérience personnelle et évolutive, allant de la conception à la conceptualisation de l’architecture écologique.

67

CHAPITRE I L’ECOLE DE L’ATLAS CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE

68

Introduction La région de Zaouiat Ahanssal est connue pour sa beauté, son riche patrimoine culturel, bâti et paysager, mais également par son isolement et des

conditions

de

vie

très

rudes,

notamment

en

hiver.

Le projet porté par l’association Choisir d’Agir consiste à faciliter la vie des enfants de la région de Zaouiat Ahanssal par la construction d’une école primaire plus proche de leurs domiciles.

En effet, l’ancienne école primaire a été emportée par de grandes crues en août 2016 et depuis le chemin de l’école est devenu long et difficile pour les enfants. En 2018 des étudiants français et marocains, de différentes filières, ont été appelés par l’association afin de participer à cette action citoyenne.

Etudiants en 2ème année, avec une équipe de 4 étudiants nous avons décidé de relever le défi et prendre part de cette action citoyenne.

.

69

Objectif du concours -

Proposer une esquisse pour une école primaire sur un terrain de 800 m² en pente.

-

Intégrer la contrainte d’un projet pensé en 3 phases : une première construction en 2018, puis deux phases d’extensions en 2019 et 2022 consistant en l’ajout de salles de classe.

-

. . .

Accorder un souci particulier aux éléments suivants :

Intégration dans le paysage et dans la pente.

Réflexion autour des cultures constructives et des matériaux locaux.

Réflexion sur un projet évolutif.

-

L’école devra être accessible aux personnes à mobilité réduite.

-

Les équipes devront réfléchir à des solutions constructives intégrant les techniques de construction locale (terre, pierre) et proposer un projet durable.

70

Programme : projet pour une école primaire et préscolaire

-

Salles de classe : 2 en phase 1, +3 en phase 2, +3 en phase 3

-

Deux sanitaires garçons/filles

-

Un bureau

-

Cour de jeu/sport

-

Jardin botanique pour l’apprentissage des plantes

-

Espace Infirmerie

-

Local de stockage matériels et outils divers

71

Organigramme du projet

Quantification du programme

Désignation

Figure 33: schémas organigramme de l'école.

Nombre Surface Administration Bureau du directeur 1 15 m² Bureau de l'assistante 1 9 m² Salle de réunion 1 9 à 16 m² Salles de cours Classes 8 240 m² Services Infirmerie 1 12 à 15 m² Sanitaires 2 40 m² Local technique 1 6 à 8 m² Espaces extérieurs Cour de recréation À définir Jardin botanique À définir Places de parking 6 75m² Tableau 2: Tableau des surfaces

Concept du projet Zaouiat Ahanssale est la destination redoutable pour tout amateur d’escalade, notamment par son relief naturel et sa montagne symbole surnommée la Cathédrale.

Il s’agit d’une montagne de plus de 1800m d’altitude qui domine le parc national de Tamga au-dessus de la rivière d’Ahanssale, sa forme naturelle

Figure 34: Montagne la Cathédrale.

en cascade ressemblant à une cathédrale en fait son nom, et pour le projet d’école elle en définit son concept.

Avec un programme réparti sur 4 volets, et à l’image d’une Cathédrale, la cour de récréation prend la place de la croisée du transept, la nef centrale et le transept sont les axes autours desquels s’articule le projet.

Figure 35: Schémas du concept

Description du projet Une école est un lieu d’expérimentation, de vie collective pour l’enfant, elle s’inscrit dans son quotidien. C’est dans cette optique que l’école de Zaouiat Ahanssal se doit de répondre à ce plaisir d’apprendre, de découvrir et de partager.

Sur un terrain en pente, elle établit une connexion étroite avec la nature.

Face à la rivière, elle domine… La nature omniprésente a été le point de

Figure 36: Simulation 3D du projet de l'école.

départ qui a concédé à l’école cette organisation progressive de volumes.

Une succession de terrasses qui se déroulent permettant de s’ouvrir au paysage et d’étendre les vues vers l’horizon.

La géométrie était voulue cohérente avec le tissu existant d’où cette lignée de classes en cascade desservies par un escalier qui vient confronter l’opacité de certains espaces à la transparence d’autres.

Si la raideur de la pente impose un jeu en hauteur, elle implique aussi une intention dans le sens opposé, une vingtaine de marches mène à un niveau inférieur.

Figure 37: Maquette volumétrique du projet.

74

Si monter et descendre sont les deux mots qui constituent le « Leit motiv » du projet, ils ne marginalisent en aucun cas les enfants à mobilité réduite.

Des classes accessibles depuis la cour sont construites et permettent à ces derniers

de

parvenir

à

leurs

classes

en

toute

sécurité.

La construction est voulue en matériau naturel, la pierre existante abondante sur site et dont les habitants du village maitrisent sa technique, enveloppe le bâtiment et permet un échange thermique adapté au climat montagnard.

Ce projet est un chantier participatif qui a compté l’implication de plusieurs

Figure 38: présentation du projet au comité national de l’éducation dans les zones rurales.

étudiants architecte en tant que stagiaires, et a permis le transfert de connaissances et de techniques de construction locales entre Mâalam du douar et futurs architectes.

Conçus en 2018 et inauguré en 2019 l’école compte aujourd’hui une quarantaine d’écoliers du douar, répartis sur 3 salles de cours.

Figure 39: Début des travaux de la 1ère tranche du projet.

75

Planches du concours

76

Reportage photographique

77

Conclusion L’école à Zaouiat Ahanssale avec son emplacement stratégique dessert aujourd’hui deux douars de la région et impacte de plus en plus d’étudiants.

A l’image des habitations voisines la technique de construction en pierre locale assure un confort thermique à l’intérieur des salles de classes.

La construction en pierre locale est une technique ancestrale très bien maitrisée par les habitants du village mais avec l’arrivé du béton et des matériaux de construction « rapide » cette dernière commence à se perdre et deviendra dans les années à venir une monnaie rare. Grace à ce projet, un transfert de connaissances et de techniques a été assuré, mais aussi, les étudiants architecte ayant participé à ce chantier ont été sensibilisés.

78

CHAPITRE II SOLAR DECATHLON AFRICA CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE

79

Introduction En 2019, l’UIR participe à la première édition africaine de la compétition internationale de construction durable Solar Décathlon, une compétition qui se déroule sur deux ans pour donner fin à un prototype de maison écologique et durable. Grâce aux multiples partenariats nationaux et internationaux qui s’offrent à l’université, une équipe pluridisciplinaire internationale a été rapidement constituée réunissant l’expertise des pays européens et africains dans les domaines de l’architecture et de l’ingénierie durable, de la gestion des données et de l’économie, Africataterre.

En se basant sur les véritables défis auxquels sont confrontés les pays africains en matière de d’habitat et de transition énergétique, l’équipe Afrikataterre a présenté une solution méthodologique à travers un prototype de logement « Le Caméléon » écologique construit principalement en terre.

Les caractéristiques résilientes du caméléon regroupent les éléments de réponse aux défis africains de l’habitat et de l’énergie.

Figure 40: La terre un matériau naturel, écologique et lcoal.

.

80

Le prototype réalisé représente une architecture fonctionnelle adaptable qui permet de s’exposer/se protéger du climat pour assurer le confort de vie interne, mais qui est d’une grande flexibilité et qui s’adapte aux besoins des usagers en termes d’espaces de vie, selon l’usage au quotidien.

Une petite analyse de l’enveloppe extérieure du bâtiment témoigne de sa capacité d’adaptation assurant la captation du rayonnement solaire, le stockage de la chaleur et la protection contre la surchauffe.

La toiture assurera également certaines de ces caractéristiques avec des surfaces de captation du rayonnement solaire (électrique et/ou thermique), des régulateurs des conditions microclimatiques (toiture inerte) et un système de collecte des eaux pluviales. L'énergie solaire thermique n’est pas

seulement

utilisée

pour

le

chauffage

mais

aussi

pour

le

refroidissement, démontrant une solution pour répondre aux exigences de confort croissantes de manière durable. Un système de gestion de l'énergie intelligent a aussi été intégré pour assurer une production et une fourniture d'électricité intelligentes et saines (smart gride). Les voitures électriques et les vélos électriques serviront à la fois de stockage et de moyen de transport respectueux de l'environnement.

81

La durabilité est également visible dans les plans d'étage adaptatifs, répondant aux changements d'utilisation et d'occupation, avec une disposition intelligente de moyens modifiables pour assurer l'intimité, le confort thermique, l'éclairage naturel et la ventilation. L'accessibilité est également un facteur clé dans la proposition, garantissant que ce prototype d'unité de logement conviendrait également aux occupants ayant des besoins particuliers. En outre, un bon climat intérieur est généré grâce à l'utilisation de matériaux de construction sains.

Le prototype que nous avons réalisé en réponse aux défis précédemment cités est l’incarnation d’une méthode plutôt qu’un artefact unique. Il représente une méthode qui peut être calibrée pour les paramètres de différentes zones climatiques.

Aspects humains/culturels Les aspects humains et culturels ont été notre fil conducteur pendant la conception du prototype, l’objectif principale était de réaliser un logement abordable, sain et culturellement fiable, capable de répondre à la plupart Figure 41: réalisation d'un bloc en pisé prototype. (1ans avant la compétition).

82

des besoins de la population, quels que soient son origine, son âge ou son statut socio-économique.

Le deuxième objectif était de lutter contre la propagation de logements informels en proposant une option formelle qui représente toutes les conditions

d’une

vie

saine

et

confortable.

Pour assurer la réussite de ce modèle, il doit être le miroir de la personnalité africaine moderne et présenter le juste mélange entre tradition et modernité.

Aspects techniques/technologiques Et afin d'atteindre le juste équilibre entre traditionnel et moderne, un travail de recherche a été élaboré pour le renouveau des techniques et savoir-faire vernaculaires traditionnels, en plus d'une expérimentation approfondie des nouvelles solutions modernes que la technologie a à offrir.

Les besoins d’un foyer varient selon la phase de vie dans laquelle il se trouve : les besoins d'un jeune couple changent lorsque les enfants arrivent, changent à nouveau lorsque les enfants déménagent, et peuvent également changer entre les deux si l'un des membres de la famille Figure 42: explorasion de la technique de pose des blocs de terre crue de la part d'un Mâalam.

83

effectue une activité à domicile ou est physiquement limités par la vieillesse, une maladie soudaine ou une blessure. Et c'est exactement pourquoi, posséder une maison sans obstacle est également un paramètre clé dans ce prototype.

Description de la Maison Tout d'abord : Ce que nous proposons n'est pas une maison « type » toute faite, mais une « méthode » qui peut s'adapter aux diverses conditions géographiques,

climatiques,

sociales

et

culturelles

de

tous

les

environnements africains. L’objectif est d'intégrer plusieurs appartements de 90 mètres carrés comme première étape pour former un quartier résidentiel comme solution au nombre croissant de refuges sur le continent africain. Le prototype proposé a des aspects spécifiques, ce qui le rend très flexible et adaptable à son environnement immédiat (comme un caméléon). Le seul mur fixe que l'on peut trouver à l'étage est le mur appartenant à la zone technique et de service de la maison (par exemple : local technique, salle de bain).

Figure 43: mise en place du socle de la maison en pierre de salé.

84

La qualité d’adaptation de la maison aux besoins de ses utilisateurs provient des murs modulaires qui sont installés afin de définir et de créer différents espaces et de les utiliser différemment. Ces murs contiennent tous les meubles nécessaires à l'exception de la kitchenette, qui comprend une table à manger.

Par conséquent, notre maison donne à ses habitants la possibilité d'utiliser les pièces à leur guise, en fonction de l'heure, de la journée et de leurs propres besoins.

Philosophie de conception et conception de la maison L'équipe AFRIKATATERRE, est un consortium de trois universités différentes, aspire à remporter le concours en travaillant sur une base interculturelle

et

multidisciplinaire.

Des

étudiants

de

l'Université

Internationale de Rabat (UIR), de la Technisé Hochschule Lübeck (THL) et d'un consortium d'universitaires de Dakar, qui proposent un prototype pour le Solar Decathlon Africa, qui peut, tel un caméléon, s'adapter facilement à de multiples environnements et cultures sur le continent africain. En se concentrant sur une construction durable avec des Figure 44: Manutention et mise en place des blocs de pisé préfabriqués

85

matériaux majoritairement locaux et l’utilisation d'une architecture fonctionnelle et intelligente, qui correspond directement aux besoins changeants de la société.

Compte tenu des évolutions décrites, l’objectif est de développer un concept de construction pour les villes africaines à croissance rapide qui offre une solution pour une urbanisation durable à petite échelle. Pour l’architecture, cela signifie : une construction peu encombrante avec une utilisation optimisée de l’espace, des possibilités d’utilisation flexibles pour une grande partie de la population et des plans d’étages architecturaux judicieux et orientés de manière optimale et zonés. Un prototype Smart By Design avec un concept Urban Design. Le prototype devrait créer des possibilités de développer un habitat à partir de bâtiments individuels, qui profitent les uns des autres par le biais de réseaux énergétiques et sociaux et par l’émergence d’espaces sociaux et de zones communautaires. Cette architecture durable vise à renforcer la coexistence responsable et la conscience sociale. Afin de créer des choix pour la plupart des gens, le "groupe cible" de la conception comprend non seulement une famille de cinq personnes, mais également une communauté de colocataires, ce qui a un impact sur la conception du plan d'étage.

Figure 46: Vue sur le hall de la maison.

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Le plan d'étage lui-même doit s'adapter aux besoins individuels des résidents, au nombre de résidents et à la structure familiale en termes de conception de l'espace et d'utilisation du sol. De plus, le plan d'étage peut être adapté à une utilisation quotidienne.

La plupart des espaces de vie peuvent être utilisés et modifiés de diverses manières. Il peut accueillir jusqu'à trois chambres dont la taille peut être ajustée. Au cours de la journée, ceux-ci peuvent être transformés (grâce à certaines actions manuelles) en une extension du bureau, de la salle de jeux ou de l'espace de vie. De cette façon, il peut également répondre à l'évolution du nombre de résidents et de la taille de la famille.

Caractéristiques uniques de la maison Nous avons sélectionné la ville de Benguerir comme étude de cas. Etant proche de Marrakech et de Rabat, Benguerir s'attend à une augmentation de la population. Notre objectif principal est d'introduire un concept adaptable qui peut fonctionner dans toutes les villes Africaines.

Figure 47: Mise en place des cloisons intérieur en bois.

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Avec un principe modulaire, il est possible de créer un espace de vie à faible coût et durable avec un degré approprié de conception individuelle en utilisant des moyens simples. Inspiré par la capacité d'un caméléon à s'adapter à son environnement, le concept principal de notre conception est l'adaptabilité aux conditions climatiques ainsi qu'aux besoins et au nombre d'habitants. Le concept du caméléon se retrouve aussi en architecture. Il repose sur l'adaptabilité de sa forme extérieure par rapport à l'environnement existant. Regardant une lacune dans l'environnement urbain, les murs extérieurs prennent la forme de ceux-ci et peuvent être adaptés aux besoins personnels et familiaux. Le bâtiment est destiné aux contextes urbains, suburbains et ruraux. La forme extérieure est déterminée par son environnement, que ce soit dans une zone urbaine, ou dans un paysage rural.

Ce prototype n'est qu'un extrait du complexe immobilier, il est clairement reconnaissable en tant que tel. Afin de définir clairement le caractère d'un complexe résidentiel, l'appartement d'en face est juste dessiné par une partie du mur extérieur. Ainsi, l'impression d'un complexe résidentiel multiple est accentuée : avec la porte d'entrée et la surface d'exposition de l'autre maison. Afin de concevoir de manière réaliste l'accès par l'escalier,

Figure 48: Vue sur l'espace de vie de la maison.

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le prototype est surélevé de sorte que quatre marches sont nécessaires pour faire face à la hauteur. La porte d'entrée mène de la cage d'escalier dans le bâtiment. Respectant le principe de base de la maison méditerranéenne, l'entrée dans l'appartement se fait à travers une chicane qui offre une certaine intimité, et qui empêche la vue directe sur la pièce à vivre. Cet espace intermédiaire mène de l'espace public à l'espace privé et préserve

ainsi

l'intimité

des

résidents.

Figure 49: Visualisation du concept urbain.

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Figure 50: Plan du prototype Afrikataterre

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En face de la porte d'entrée se trouve le local d'entretien ménager et technique. Au hall de la maison il y’a la table à manger avec sa cuisine ouverte, faisant partie du bloc technique. Le cœur de la maison préserve une vocation conviviale à travers cette salle à manger qui peut être aussi considérée comme un comptoir d’accueil pour les invités. De plus, la table à manger est elle-même extensible et peut être étendue jusqu'à 8 places.

Derrière la cuisine se trouve le local technique pour le raccordement à la maison. Derrière l'ensemble du module technologique se trouve le conduit d'évacuation d'air. L'éclairage est assuré par le mur translucide jusqu'à la cage d'escalier et la loggia en façade extérieure. La loggia peut s'ouvrir complètement sur le séjour pour pouvoir agrandir le séjour, et l'espace extérieur peut être intégré. Le résultat est une transition fluide de l'extérieur vers l'intérieur. L'intimité est assurée par les murs qui encadrent la loggia.

La flexibilité et l'adaptabilité du caméléon se retrouvent à l'intérieur comme à l'extérieur. La maison repose sur un socle en pierre « la pierre de Salé », matériau de construction local. Cela permet de surélever la maison en laissant un vide sanitaire dans lequel des canalisations d’aération ont été réalisé pour acheminer l'air depuis la tour à vent aux différentes chambres.

Figure 51: La tour à vent en BTC.

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La maison compte une tour à vent en briques de terre (BTC). Elle est située dans le coin de la maison à côté des grands murs de terre. Vous pouvez sentir la connexion entre la tour et la maison de l'intérieur car elle est parfaitement recouverte de l'extérieur et à une connexion directe avec l'utilisateur qui peut voir deux techniques de construction différentes en même temps. L'utilisation de différentes techniques de manière complémentaire est l'un de nos points majeurs car nous voulons exposer aux visiteurs qu'il existe différentes manières de construire et que mélanger l'utilisation de ces techniques peut être une manière intelligente et innovante de construire la maison africaine et marocaine de l'avenir. Des systèmes constructifs innovants sont utilisés de manière astucieuse, car après plusieurs expérimentations de différentes techniques, il a été plus judicieux d'utiliser pour les murs extérieurs des blocs de pisé préfabriqués sur un chantier parallèle d’approvisionnement de matière première.

Ce nouveau type de « préfabriqué » avec des matériaux anciens et traditionnels est une manière intelligente de construire la maison très rapidement et correctement. Des coûts inférieurs et une meilleure qualité ont été atteints. Ces gros blocs de terre régulent la température et l'humidité à l'intérieur de la maison pour fournir un excellent confort de Figure 52: Compactage de la terre dans un coffrage métallique pour préparer les blocs de pisé.

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vie. Les murs intérieurs sont faits de contreplaqué et remplis de terre locale et sont modulables car l'utilisateur peut les déplacer pour définir la taille de l'espace. C'est un moyen intelligent et facile d'agrandir un endroit malgré le fait qu'il soit petit. Il nous donne l'opportunité de réinventer la maison marocaine et africaine en intégrant cette notion d'amovibilité et en donnant à chaque zone de la maison, dont ces murs sont intégrés, une multitude de fonctions. Les seuls murs fixes que l'on peut trouver sur le plan d'étage sont ceux qui appartiennent aux espaces techniques de la maison. Cela comprend le local technique, la kitchenette avec tous les appareils nécessaires et, si nécessaire, des toilettes pour invités plus une salle de bain ou une seule salle de bain, ainsi que tous les conduits d'installation et le conduit d'évacuation d'air. Toutes les autres utilisations de l'espace de vie sont polyvalentes et variables en raison des murs modulaires. Les pièces individuelles sont définies par des éléments muraux fonctionnels et mobiles (murs modulaires). Le plan est conçu de telle manière que les surfaces offrent diverses utilisations. Le salon offre également de l'espace pour la première chambre d'enfants. La nuit, l'élément mural mobile peut être poussé dans le salon et fermé vers le centre de l'appartement. Les canapés du salon offrent la possibilité de créer un lit à part entière pour deux personnes. La deuxième chambre Figure 53: Installation de la menuiserie bois préfabriquée sur chantier.

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d'enfants n'est créée qu'après le déplacement de l'élément mural offrant de la place pour un autre lit. La chambre des parents est intégrée à la pièce fixe. Une utilisation permanente de la chambre est rendue possible. Un changement d'usage en rabattant le lit double est également envisageable.

Une zone de travail peut alors être créée (Un espace bureau). L'utilisation des chambres dépend de l'heure de la journée. De cette façon, l'espace est économisé, car les zones existantes peuvent être utilisées deux fois. La toiture est constituée, également de manière simple et innovante, d'un processus d'assemblage d'éléments horizontaux qui sont des poutres sur des supports scellés au mur suivant un système de solives. Leur longueur dépend de leur position dans la toiture et du rôle qu'elles jouent.

Figure 54: Vue sur la cuisine ouverte sur le coeur de la maison.

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Figure 55: Plan comme pratiqué la nuit.

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Figure 56: Plan comme pratiqué en journée.

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Conclusion L’Afrique a besoin aujourd’hui et plus que jamais de scénarios de développement basé principalement sur l’autonomie, les stratégies de l’eau, la sensibilisation collective, la diversification. Ce sont ces défis assez importants que nous avons relevé pendant la conception de notre projet.

Nous considérons plutôt notre contribution au premier événement africain du Solar Decathlon Africa comme une réponse à deux niveaux, qui est le premier jalon du long voyage de réintroduction d'une culture architecturale durable en Afrique. La première couche est représentée par toute la réflexion issue de notre équipe qui combine à la fois des solutions vernaculaires traditionnelles à celles de haute technologie.

Les nouvelles technologies et connaissances dans le domaine de la construction durable ne sont pas toujours chères, ce qui est selon nous nécessaire pour assurer une plus large acceptation du concept par des personnes dont les génies locaux sont de plus en plus enclins à Figure 57: Façade sud et système de brise soleil en matériaux de récupération.

l'identité urbaine du Nord, mais conserve encore les diverses traditions locales qui la distinguent.

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La deuxième couche serait d'attirer l'attention du public sur l'importance de la provenance de l'énergie, ou ce qu'on appelle « l'énergie grise », au cours du processus de construction et de la durée de vie d'habitation d'un logement, provoquant ainsi un débat social autour du logement et transition énergétique (le bilan énergétique). Ce projet n’est pas « la » solution aux multiples défis en matière de logement et d’énergie auxquels l’Afrique est confrontée, il est plutôt le produit d’une réflexion sur ce que devraient être les paramètres pour assurer un environnement sain, adaptable, abordable et écoénergétique

L’expérience du Solar Décathlon Africa a permis aux jeunes de différents horizons culturels de découvrir de nouveaux aspects et points de vue dans divers domaines, au moins en apprenant à penser et à agir de manière durable en architecture, ingénierie et urbanisme.

Cette compétition a permis de collaborer entre étudiants en architecture et ingénieurs, d’échanger, et de travailler ensemble pour promouvoir les préoccupations d'un bâtiment économe en énergie et durable.

Figure 58: La pratique de la maison.

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Pendant la conception et jusqu’à la réalisation l’équipe a collaboré de façon horizontale et collaborative entre étudiants et professeurs basée sur un leadership distribué, flexible et adaptable au contexte et aux compétences.

Les résultats obtenus des capteurs installés dans différents emplacements de la maison témoignent de l’efficacité des matériaux de constructions utilisés, atteignant 40°c à l’extérieur les thermomètres affichent un maximum de 28°c dans les pires situation (Un grand flux de personnes entrant à la maison et la mauvaise gestion des ouvertures qui en résulte).

Dans les situations les plus ordinaires avec une même température extérieure de 40°c la température à l’intérieur de la maison atteint très difficilement 26°c, sans recours à la climatisation.

De plus en termes de consommation d’énergies, la maison a été classifié à énergies positive, parce que grâce à ses panneaux solaires sur le toit elle a réussi à produire plus d’énergie que ce qu’elle en consomme, à l’aide d’un smart gride, la maison arrive à injecter le surplus d’énergies produite sur le réseau public après avoir rechargé toutes ses batteries, une voiture et une moto électrique Figure 59: 1er prix en architecture et 2ème en durabilité pour le prototype Afrikataterre.

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CHAPITRE III CENTRE INFO-ENERGIE TATA CHAPITRE II L’ARCHITECTURE ECOLOGIQUE A TRAVERS LE MONDE

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Introduction Tata, petite ville du sud du Maroc est soudainement devenue une cible des agendas marocains de durabilité. La ville va abriter la 2ème partie du projet Noor, une des plus grandes centrales solaires au monde.

L'un des projets qui a émergé de cette dynamique est un centre d'information en Energie, fruit d'un partenariat entre la commune de Tata et l'Agence allemande de développement -GIZ-. Le cabinet auquel je travail a été désigné pour concevoir ce bâtiment.

La perception de l'efficacité énergétique changera à jamais dans cette ville et pourtant, les gens ne savent pas comment cela les affecte ou les implique. Nous avons vu cela comme une opportunité unique audelà du bâtiment, de changer le narratif sur l'efficacité énergétique d'une action linéaire à un processus circulaire créé dans un contexte qui inclut et profite à la communauté locale. L’architecture est d’abord un contrat sociétal, et notre objectif est de démontrer à travers ce bâtiment comment rendre l'éco-bâtiment abordable, largement accessible et démocratiser l'accès à « l’efficacité énergétique » en tant que PROCESSUS contextuel.

Figure 60: Cie seuil d'entrée.

.

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CIE Tata Le maître d’œuvre de ce projet a emprunté une voie au-delà de l'architecture engageant la durabilité au service de l'écosystème local.

L'environnement naturel, le climat, les systèmes de vie complexes sont devenus partie intégrante du processus de conception menant aux solutions les plus appropriées en matière d'efficacité énergétique, de matériaux écologiques et d'économie d'eau. Il en a résulté un bâtiment performant et des systèmes de régénératifs qui réduisent l'impact sur l'environnement, le préserve et restaure à plusieurs niveaux durant son cycle de vie. Le CIE de tata, est « sustainable

by design », Il incorpore

Figure 61: Matériaux utilisés pour le CIE adaptés au climat local.

les stratégies de design passif superposés aux intentions conceptuelles.

Des études en amont de la conception nous ont permis de choisir les options les plus optimales en termes de positionnement de bâtiment, % d’ouvertures par façades de stratégies de ventilations et même le choix des matériaux. Ce bâtiment utilise la terre et les fibres végétales non seulement parce qu’elles sont disponibles sur site mais parce que nous démontrons de manière scientifique que ce sont les matériaux les plus appropriés (Figure 57).

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Le CIE est à 85% autonome en chauffage et refroidissement, ce qui rend l'investissement d'énergie propre abordable. L'utilisation des matières premières existantes sur le site entraîne une réduction de l'énergie grise.

De plus, le processus de préfabrication des blocs de pisé réduit le temps de construction au tiers.

De Plus, un jardin de permaculture a été planté sur la même surface construite. Les déchets sont réduits en les réutilisant comme compost ou

Figure 62: Vue sur façade d’entrée (Simulation 3D)

en les recyclant a travers d'autres métiers. Aussi les initiatives autour de l'CIE aident à développer des compétences qualifiées qui gèreront la maintenance in site pour éviter l'importation du savoir-faire.

Un des grands défis est de faire que le CIE puisse déclencher un processus participatif / ascendant et en engageant les communautés locales. A travers ce projet l’équipe a visé la démocratisation des notions autour de la durabilité et l’Efficacité énergétique en apportant une multiplicité à ses définitions qui le rendent accessible à la compréhension commune. La limitation vient du fait de ne pas savoir « quel est le travail à faire » pour atteindre la durabilité. L’objectif est d'apporter une transformation qui

Figure 63: Vue sur façade d’entrée (Simulation 3D)

profite à tous, et de permettre aux gens de trouver les alternatives dans

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leurs territoires. Il est nécessaire d’établir une distinction entre l’artisanat ou les matériaux et leur fabrication pour limiter l’utilisation abusive du terme « traditionnel » qui pourrait parfois être uniquement lié au processus de mise en œuvre. Nous améliorerons la tradition, lui donnerons vision et technicité

Ce processus est un véritable défi qui n’a été relevé que collectivement, ou la démarche top-down rejoint la démarche bottom-up afin de créer la dynamique nécessaire à intégrer les acteurs locaux et le tissu associatif pour la réussite pluridimensionnelle du projet, car il s’agit bien de définir une manière « durable » d’être ensemble sur un territoire, de donner la parole à tous les acteurs.

« Greta Thunberg avait dit : Personne n'est trop petit pour faire une différence. J'ajouterai à cela : aucune action ne l'est non plus. Un petit projet peut avoir un impact important en engageant les communautés locales. Une approche régénérative fonctionne à travers un écosystème interdépendant. Pour réussir ce défi, nous aborderons l'architecture comme une décision socioculturelle. En ce sens, je me suis portée volontaire, avec d'autres experts, pour accompagner le projet et animer Figure 64: Intérieur artisanal fabriqué par le savoir-faire local.

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chaque mois des ateliers visant à renforcer les compétences et le savoirfaire autour de projets performants à fort impact socio-économique pour dupliquer la méthodologie du CIE. De ce processus, émergent diverses initiatives en écoconstruction, écotourisme, permaculture… De plus, on considère que la main et le savoir-faire local dans le cadre de ce projet font partie du processus d'efficacité énergétique et de durabilité. Pour bien cerner nous avons fait une « ethnographie de terrain » : une immersion et une compréhension du contexte et les projections futures, sans ignorer des années d'ingénierie et de savoir-faire local intuitifs et informés.

L’interaction avec la population locale nous a permis lister les métiers et les Integer dès les premières phases du design. » Fatima-Azzahra Bendahmane Architecte du projet CIE Tata.

Les diverses stratégies constructives du CIE ont un but commun qui est de réduire les émissions de CO² pendant la construction et le cycle de vie du CIE et d’offrir un confort thermique optimal aux usagers.

Pour éviter les risques d’inondations, le Rez-de-jardin est fait de Pierres sèches, les cloisons intérieures en BTC. C’est une structure porteuse qui continue à l’étage avec des murs en pisé préfabriqué sur site. La

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préfabrication s’est faite sur site en même temps que la construction du rez-de-jardin, cela nous a permis de faire un chantier à deux vitesses et de réduire le temps de construction à la moitié. (Figure 61) Pour avoir des baies vitrées ouverte au sud, avec de grande portée, la structure a été renforcée ponctuellement avec des poteaux en bois local.

Figure 65: Centre Info Energie en cours de construction.

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La façade sud du projet est une façade bioclimatique ventilée en Laurier, réinterprétation du Tataoui, une technique locale de plafond traditionnel. Il en résulte Une mosaïque de laurier qui montre le potentiel d’interprétation de l’artisanat local et met en avant l’esthétique de la région. Pour que le projet soit duplicable, les études respectent toutes les règlementations urbanistique, thermique locales, et sont disponibles en livret guide pour la consultation

et

la

réplication

du

processus.

Le Cie de Tata se présente sur deux niveaux :

Le RDC abrite les activités démonstratives du centre info-énergie ainsi qu'un espace de coworking. Il est bordé par une Rampe d’accessibilité aux PMR qui mène au RDJ offrant un espace de formation de groupes, ouvert sur un jardin permacole accessible au public et qui compte une plateforme éducative aux locaux.

Le RDC offre une terrasse protégée par une pergola bioclimatique fabriquée localement, équipée d’humidificateur. Le toit est doublé en roseau faisant office de toiture ventilée.

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Figure 66: Le processus de fabrication de la façade ventilée (Composition personnelle).

108

N

109

Figure 67: Façade sud du CIE.

Figure 68: Coupe longitudinale sur le CIE.

110

Reportage photographique

111

Figure 69: Vue sur le CIE depuis a place des Alaouites.

Conclusion Depuis son inauguration en novembre 2020, le CIE entant que bâtiment passive fait preuve de grandes performances thermique, il a répondu présent à plusieurs compétitions internationales pour la promotion de la construction écologique et passive d’énergie.

A l’image d’un médecin avec ses patients, le CIE aujourd’hui tire sa crédibilité de l’efficacité énergétique assuré par son bâtiment, c’est un exemple de projet où la fonction justifie la forme et la cause justifie les raisons.

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Conclusion de la partie Aujourd’hui construire dans un respect de l’environnement coute le même prix que la construction classique. La construction en terre est dotée d’une isolation très forte, et une inertie qui garde la chaleur et la fraicheur de l’habitation, en effet on peut dire que nos ancêtres avaient raison et aujourd’hui le béton doit être évolué on doit se servir des matériaux locaux pour construire et apporter du confort et de la baisse en consommation d’Energie.

Quand la technique évolue le matériau retrouve une nouvelle vie, le matériau est quelque chose de brut, la transformation et l’innovation doit alors concerner les procédés.

La construction d’un mur coute le même prix indépendamment de son orientation, il est alors nécessaire d’étudier l’ensemble des paramètres extérieurs pour l’orienter de la meilleure façon.

113

PARTIE IV INTRODUCTION AU PROJET

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Articulation du mémoire théorique avec le projet et choix du site.

Marrakech, L’Iconique ville rouge, ou cohabite l’ancien et le moderne avec une souplesse inouïe.

Marrakech, impériale, la ville jardin, villes des bâtisseurs. Une ville internationale, gardienne de mémoire et porteuse de promesses future, me semble la ville d’élection pour donner vie au projet.

Les ruelles de la Medina de Marrakech sont riches en apprentissage, leur urbanisme et leur construction porte les marques de ce qu’on appelle aujourd’hui « construction écologique ».

C’est également une ville, tourné vers l’innovation. Elle abrite plusieurs projets et expérimentations de matériaux écologique sous la tutelle d’institutions étatiques.

Une ville école, ou je choisis d’implanter une Ecole de concepteursbâtisseurs. L’école à l’image de la ville prône l’apprentissage par l’exemple.

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PARTIE V LE PROJET

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TEMPÉRATURES, HUMIDITÉ RELATIVE ET RAYONNEMENT ANNUEL DU CLIMAT DE MARRAKECH TEMPÉRATURES EXTRÊMES ANNUELLES - Profiter de inertie thermique + isolation GRANDE AMPLITUDE THERMIQUE JOUR-NUIT - Profiter de inertie thermique - Profitez de la ventilation nocturne RAYONNEMENT ÉLEVÉ TOUT AU LONG DE L'ANNÉE - protections solaires pour le toit et les fenêtres mobiles

Psychrometric Chart

STRATÉGIES PASSIVES GENERALS POUR ATTEINDRE LE CONFORT DE CONSTRUCTION

Psychrometric Chart

ON VOIT CLAIREMENT QUE L’INDICATION PRINCIPALES DES STRATÉGIES CONCERNENT LES MATÉRIAUX, LEURS MASSES THERMIQUES ET LEURS EXPOSITIONS

ing W inds

VENTS DOMINANTS EN ÉTÉ

EN HIVER Prevailing W inds W ind Fre que ncy (H rs)

que ncy (H rs)

FAÇADES SUD-OUEST VS. FAÇADES NORD-EST QUI FAVORISENT LA VENTILATION NATURELLE CROISÉE

ANALYSE DES OMBRES HIVER

ANALYSE DES OMBRES ÉTÉ

RADIATION SOLAIRE

EXPOSITION SOLAIRE

HIVER

RADIATION SOLAIRE

EXPOSITION SOLAIRE

ÉTÉ

Liste des figures Figure 1: schémas de compactage du pisé traditionnel à l'aide d'un coffrage glissant ........... 25 Figure 2: technique de mise en œuvre d'un mur en torchis .................................................... 26 Figure 3: moulage et séchage de l'adobe. ................................................................................ 27 Figure 4: Technique de construction Super Adobe .................................................................. 28 Figure 5: Maison construite en super adobe à Benslimane. .................................................... 28 Figure 6: Construction en bauge au TOGO (collaboration avec l’association JEV-TOGO) ....... 29 Figure 7: Préparation du BTC à l'aide d'une presse manuelle.................................................. 29 Figure 8: Bâtiment polyvalent Hôpital régional (1992-1993)................................................... 34 Figure 9: Bâtiment polyvalent Hôpital régional (1992-1993)................................................... 34 Figure 10: Chapelle de la Réconciliation, Berlin ....................................................................... 35 Figure 11: Chapelle de la Réconciliation, Berlin ....................................................................... 35 Figure 12: Ecole primaire de Gando ......................................................................................... 36 Figure 13: Ecole primaire de Gando ......................................................................................... 36 Figure 14: Plan de l'école primaire de Gando. ......................................................................... 37 Figure 15: Sections de l'école de Gando .................................................................................. 38 Figure 16: Sections de l'école primaire de Gando. ................................................................... 38 Figure 17: Skyline du village Auteur : Yvon Fruneau ................................................................ 42 Figure 18: Exemple d'éléments décoratifs su les habitations du village Auteur : Jean-Jacques Gelbart ...................................................................................................................................... 43 Figure 19: La Citerne Portugaise (ancien grenier à grains) ...................................................... 44 Figure 20: Skyline et contraste des matériaux "Mazagan" ...................................................... 45 Figure 21: test d'impression 3D à la Texas A&M University .................................................... 51 Figure 22: prototype en forme organique imprimé à échelle réduite ..................................... 52 Figure 23: prototype imprimé à echelle 1 par l'entreprise Italienne WASP. ........................... 53 Figure 24: Grue Guêpe système d'impression 3d collaboratif modulaire. .............................. 55 Figure 25: Habitat éco-durable imprimé en terre par fabrication additive à Ravenna, Italie.. 56 Figure 26: Pop-up store de Dior imprimé en terre par fabrication additive à Dubaï. .............. 56 Figure 27: image des agglos écologiques. ................................................................................ 59 Figure 28: Prototype d'agglo écologique. ................................................................................ 60

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Figure 29: Processus de fabrication. ........................................................................................ 64 Figure 30: Les canaux de distribution....................................................................................... 64 Figure 31: Dessins techniques de l'agglo écologique. .............................................................. 65 Figure 32: Résumé des avantages d'utilisation de l'agglo écologique. .................................... 65 Figure 33: schémas organigramme de l'école. ......................................................................... 72 Figure 34: Montagne la Cathédrale. ......................................................................................... 73 Figure 35: Schémas du concept................................................................................................ 73 Figure 36: Simulation 3D du projet de l'école. ......................................................................... 74 Figure 37: Maquette volumétrique du projet. ......................................................................... 74 Figure 38: présentation du projet au comité national de l’éducation dans les zones rurales. 75 Figure 39: Début des travaux de la 1ère tranche du projet. .................................................... 75 Figure 40: La terre un matériau naturel, écologique et lcoal................................................... 80 Figure 41: réalisation d'un bloc en pisé prototype. (1ans avant la compétition). ................... 82 Figure 42: explorasion de la technique de pose des blocs de terre crue de la part d'un Mâalam..................................................................................................................................... 83 Figure 43: mise en place du socle de la maison en pierre de salé. .......................................... 84 Figure 44: Manutention et mise en place des blocs de pisé préfabriqués ............................. 85 Figure 45: superposition des blocs de pisé préfabriqué .......................................................... 85 Figure 46: Vue sur le hall de la maison..................................................................................... 86 Figure 47: Mise en place des cloisons intérieur en bois........................................................... 87 Figure 48: Vue sur l'espace de vie de la maison. ...................................................................... 88 Figure 49: Visualisation du concept urbain. ............................................................................. 89 Figure 50: Plan du prototype Afrikataterre .............................................................................. 90 Figure 51: La tour à vent en BTC. ............................................................................................. 91 Figure 52: Compactage de la terre dans un coffrage métallique pour préparer les blocs de pisé. .......................................................................................................................................... 92 Figure 53: Installation de la menuiserie bois préfabriquée sur chantier. ................................ 93 Figure 54: Vue sur la cuisine ouverte sur le coeur de la maison. ............................................. 94 Figure 55: Plan comme pratiqué la nuit. .................................................................................. 95 Figure 56: Plan comme pratiqué en journée............................................................................ 96 Figure 57: Façade sud et système de brise soleil en matériaux de récupération. ................... 97

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Figure 58: La pratique de la maison. ........................................................................................ 98 Figure 59: 1er prix en architecture et 2ème en durabilité pour le prototype Afrikataterre. ... 99 Figure 60: Cie seuil d'entrée. .................................................................................................. 101 Figure 61: Matériaux utilisés pour le CIE adaptés au climat local. ......................................... 102 Figure 62: Vue sur façade d’entrée (Simulation 3D) .............................................................. 103 Figure 63: Vue sur façade d’entrée (Simulation 3D) .............................................................. 103 Figure 64: Intérieur artisanal fabriqué par le savoir-faire local............................................. 104 Figure 65: Centre Info Energie en cours de construction....................................................... 106 Figure 66: Le processus de fabrication de la façade ventilée (Composition personnelle). .... 108 Figure 67: Façade sud du CIE. ................................................................................................. 110 Figure 68: Coupe longitudinale sur le CIE............................................................................... 110 Figure 69: Vue sur le CIE depuis a place des Alaouites. ......................................................... 112

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