bilan module terre

BILAN MODULE TERRE À la découverte de la matière à GRAINS D’ISÈRE

ENSAG_Master Architecture et Cultures Constructives_2010

SOMMAIRE Présentation du module Première approche Hubert Guillaud : patrimoine mondial en terre Philippe Garnier : habitat humain, établissement humain Jean-Marie Le Tiec: Habitat contemporain en terre

Les ateliers Grains d’Isère _Le tamisage c’est notre passion _Techniques d’enduit avec maître Naoki Kusumi _Atelier terre/paille par Franz Volhard

Visites AKTerre maison de Rafaela et autres... domaine de la terre

Terre coulée _Dalle coulées avec Caracol _Terre coulée verticale avec Patrice Doat

Découverte de la matière sur site avec Patrice Doat en laboratoire avec Alba Ribero

_Adobe et BTC avec Wilfredo Carazas

Approfondissements théoriques _conférences

_Château de sable de Romain Anger et Laetatia Fontaine

_Pisé mobilier avec les DSA Terre pisé banché avec Caracol _Médiatisation aux enfants _Les voûtes et coupoles Expérimentations personnelles Conclusion

PRESENTATION DU MODULE apports théoriques+visites+expérimentations

Le but du module terre était de découvrir ce qu’il y avait sous nos pieds et d’apprendre à l’utiliser.

Pour cela, nous avons eut des conférences explicatives sur la terre et les constructions qu’on peut faire avec ce matériau. Nous avons aussi fait des visites de carrières, de bâtiments en terre (rénovations de maisons, nouvelles constructions...) Enfin nous avons expérimenté la matière pour comprendre toutes les mises en oeuvre et transformations possibles avec ce matériau.

Les equipes Nous remercions tout les organisateurs et encadrants pour leur implication dans le bon fonctionnement de ce festival. Merci pour leur patience, leur plaisir à nous transmettre leurs connaissances.

RESPONSABLES DES ATELIERS Grains Isère 2010 DOAT Patrice Organisation SABATIER Nathalie Coordination RIVERO Alba Analyse terre CARAZAS-AEDO Wilfredo BTC, adobe MAINI Serge AVC DOAT Patrice Sol, terre, espace (master 1) BEGUIN Mathilde Pisé préfabriqué-mobilier (DSA) AUPICON Magali Béton d’argile (DSA) LOPES FERREIRA Thiégo Stabilisation naturelle (DSA) PEDEMONTE Davide Habitat économique Rwanda (DSA) PACCOUD Grégoire Pisé et isolation VOLHARD Franz Terre allégée panneaux ANGER Romain Sables et fibres BRAURE Elisabeth Labyrinthe (scolaires) POINTET Martin Formation Pisé, Caracol Autres intervenants : RIBETPatrick Pisé préfabriqué-mobilier RONSOUX Lionel Pisé préfabriqué-mobilier FULTOT BEGUIN Sylvestre Pisé préfabriqué-mobilier KREWET Nicolas et Andréas Visites et démonstrations AKTerre LE PAIH Amélie Béton d’argile

GUEGUEN Anaïs Stabilisation naturelle HOFFMANN Milo Sables et fibres LE TIEC Jean-Marie Pisé et isolation HEROLD Florian Pisé et isolation, Terre allégée DE PAOLI Ricardo Terre allégée panneaux DUCHERT Daniel Armadillo Box Tableau terre TAXIL Gisèle Armadillo Box Tableau terre KUSUMI Naoki Armadillo Box Enduit terre WHEELER Sylvie Enduit terre SUZUKI Shinsaku Enduit terre SUZUKI Tomoumi Enduit terre OGISO Hiroki Enduit terre BARDAGOT Anne-Monique FONTAINE Laetitia MARUYAMA Kinya

M1 ENSAG Laura BECT Mathieu BIBERON Samuel CHAPUIS-BREYTON Yoann CHAUSSINAND Anaïs CHESNEAU Natalia COSTA Anaïde DE PACHTERE Christophe DE TRICAUD Justine DUFOUR Cristian Eugen MANEA Rafaela FERREIRA Gian Franco NORIEGA Yolaine GIOVANNINI Mariana GOMEZ BENTOS Virginie GRANGER Manuel HENRY Fanny LAPERTOT Christophe LEGENDRE Claudia LEONE Stéphanie MATERNE Aurélien MESSA Vanessa NIRLO Elsa PILLON Alexandre VIAL-TISSOT

PREMIERE APPROCHE

COURS A L'ENSAG

1

Hubert Guillaud _patrimoine mondial construit en terre Une vision globale de la construction en terre dans le monde pour mettre en parallèle les différentes techniques de construction, les possibilités de ce matériau.

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Philippe Garnier_établissement Amélioration de l’habitat pour les plus modestes, interventions après des catastrophes naturelles, des conflits politiques.

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Conférence Jean Marie Le Tiec, 12 mai 2010 à l’ENSAG Architecture de terre contemporaine dans le monde Découverte de nombreuses références d’architectes exerçant diverses pratiques de construction en terre comme par exemple:

• Vikas Community à Auroville, une expérimentation de la technique du bloc de terre comprimée

• Francis Kéré avec son école au Burkina Faso en terre cuite dénotant un travail intéressant sur la thermique du bâtiment

• Martin Rauch et sa maison personnelle, montrant une évolution de la technique du pisé avec une terre non stabilisée

• Rick Joy et sa Catalina House aux EU, un architecte / entrepreneur qui travaille avec des murs pisés en terre armée et stabilisée

• Hotson Bakker Boniface Haden architects au Nk’Mip Desert Cultural Center (EU) nous montrent des murs pisés en terre armée, stabilisés auxquels on a ajouté des pigments différents

• Marcelo Cortez au Chili avec une ossature métallique et remplissage terre+paille + pour culture générale

LES VISITES

AKTERRE

visite de l’entreprise et de réalisations

Après un troisième cycle de spécialisation à la construction en terre à CRATerre (Ecole d'Architecture de Grenoble), Andreas Krewet crée l'entreprise AKTERRE, afin de contribuer au développement du matériau terre en France.

AKTERRE a pour vocation : · La mise à disposition d'une gamme de produits pour la décoration et d'une gamme de matériaux pour la construction, sains et écologiques, en terre crue fiables et prêts à l'emploi pour les architectes, les artisans et les particuliers. · La recherche, le développement et la production de matériaux pour la construction en terre plus largement produit en France et en région, complétés par les matériaux CLAYTEC®.

Andreas nous a fait découvrir son entreprise et nous a fait visiter différents endroits afin de nous faire comprendre d’où venait la terre et ses multiples applications dans la construction et la décoration.

LA MAISON DE RAFAELA enduits et pisé à Vinay

Maison très ancienne en pisé du XVe/XVIIe siècle. Avant l’intervention, des sondages pour comprendre la nature des murs et comment ils étaient construits ont été réalisé.

En ce qui concerne l’extérieur, un enduit crépi à base de ciment en façade empêchait le pisé de respirer. A l’intérieur, en plus du pisé, il avait un assemblage de 17 à 20cm d’épaisseur composé d’un BA13, une couche d’isolation de laine de verre (5cm), des murs en briquette et une lame d’air. Cette lame d’air a permis au pisé de résister au fil des années aux processus de condensation et régulation d’humidité des murs.

L’objectif initial des travaux, était d’avoir des murs respirants et de retrouver l’aspect de la terre à l’intérieur et l’extérieur de la maison. Pour cela, garder le pisé apparent à l’extérieur et à l’intérieur était envisagé au départ.

Suite à la découverte d’un pisé abîmé avec des taches noires à l’extérieur, le choix d’un enduit à base de chaux et terre (et poils de cochon comme fibre) permettrais une texture en façade homogène et d’aspect naturel.

De même, à l’intérieur le pisé était également abîmé. Mais là aussi, l’envie de conserver les qualités du pisé a donné l’idée de créer des « fenêtres sur le pisé »

les enduits

Après formation chez Akterre pour comprendre le matériau et suite à des essais de couleurs et granulations de terre, les choix des enduits intérieurs ont été les suivants : Pour les chambres : enduit Tierrafino blanc – enduit naturel composé de sables et d’argiles, granulométrie 0-1,2 mm.

Pour le salon : enduit CLAYTEC Paille - enduit intérieur monocouche perspirant / composition : terre, sable 0-2mm, paille 10mm Pour l’étage : enduit CLAYTEC + tierrafino proportion 50/50 Pour la cuisine : mélange de chaux et sable Salle de bains: chaux et TADELAKT Les cloisons en plâtre: peinture naturel à base de chaux Le résultat, c’est une maison très agréable et chaleureuse à vivre. L’inertie du pisé donne un très bon confort d’été, en revanche les déperditions thermiques en hiver sont plus importantes par le pisé que par les fenêtres. Une isolation par l’extérieur avec des panneaux isolants en roseaux AKTERRE est actuellement envisagée.

LE DOMAINE DE LA TERRE visite avec Patrice Doat

En France, les chocs pétroliers successifs des années 1970 ont enclenché une recherche sur l’architecture dite « bioclimatique ». Cette première réflexion sur un nouveau mode d’habitat et de construction a favorisé la naissance de logements en terre sur le territoire de la ville nouvelle de l’Isle d’Abeau.

Le Domaine de la Terre fut achevé en 1985. Il comporte 65 logements sociaux et regroupe 300 habitants. Les logements sociaux sont construits soit en pisé, soit en bloc de terre compacté, soit en terre- paille. Ce « Village Terre » est une expérimentation de l’emploi du matériau terre dans le logement mais pas seulement.

Ces logements ont pu apparaître grâce à la dynamique de construction de la ville nouvelle de l’Isle d’Abeau, située à la porte des Alpes. Composé de 5 communes dont l’Isle d’Abeau qui a donné son nom à la ville nouvelle, le domaine de la terre est situé dans la commune de Villefontaine, commune qui supporte l’essentiel de l’urbanisation résidentielle actuelle (15000 habitants).

Ainsi, le domaine de la terre fait partie d’un ensemble urbain qui répond à des enjeux territoriaux de la région Rhône-Alpes dont l’objectif est le désengorgement de la ville de Lyon. C’est à partir de ce contexte politique qu’apparaît l’idée de réaliser un quartier en terre crue. Il aura pour but principal de prouver que l’on peut réactualiser les techniques de constructions traditionnelles.

Les différents projets

Onze équipes d’architectes ont été retenues pour les programmes de constructions des 65 logements en bandes ou individuels.

Le nombre d’équipe d’architecte sur le village terre a rendu alors difficile une cohésion d’ensemble des projets. Trois techniques de la terre ont été expérimentées : le pisé, les blocs de terre compressée (type parpaing béton), le mélange terre/paille.

La conception du quartier étant conçue comme une expérience, les normes et les aspects juridiques ont été rédigés dans un document technique produit par les acteurs du projet et CRATerre (Document considéré comme un pré DTU).

Ces constructions en terre, construites il y a 30 ans, correspondent aujourd’hui aux normes des constructions BBC grâce a leur mise en œuvre réfléchie.

1

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1- Serge JAURE, François CONFINO, JeanPierre DUVAL- Programme, 4 logements mitoyens R+1- Construction, ossature bois et métal pour supporter le toit, murs en pisé et plancher bois.

2- Odile PERREAU HAMBURGER, M. MUNTEANU, Jean-Michel SAVIGNATProgramme, 4 logements R+1 et R+2 et une maison T6 isolée- Construction, pisé avec enduit terre, plancher bois, arcs en béton.

3- Uriel MOCH, Patrice CARLE, George CHAVANCE- 4 habitation groupées R+1 avec serres au sud- Construction, terre damée stabilisée (BTC, bloc de terre comprimé) 4- Jean Vincent BERLOTTIER- 4 maisons R+1 et R+2 sur un terrain a forte penteConstruction, Pisé banché, plancher bois,

Exemples de construction d’habitat collectifs en pisé

La grande innovation de ce quartier, réside dans le fait d’utiliser de la terre pour du logement social. Le projets d’habitats de PERRAUDIN et JOURDA devient un exemple pionner dans les années 1980 qui remet à jour l’utilisation de murs en pisé pour de l’habitat collectif.

PROGRAMME, 4 logements individuels T5 en bande - MAITRISE D’OUVRAGE, Office publique d’aménagement et de construction de l’Isère (OPAC 38) Le projet s’implante sur quatre parcelles longitudinales orientées nord-sud. Regroupé par bloc de deux logements, le complexe se situe en bord de parcelle nord et libère de la place au sud pour un jardin.

Les logements des architectes JOURDA et PERRAUDIN sont construits en pisé. Il apporte une réponse nouvelle de construction comparée à l’architecture traditionnelle en pisé du Territoire Rhône-Alpes.

mise en oeuvre du pisé - La structure principale est réalisée par des murs en pisé de 50 cm d’épaisseur.

La terre est déversée dans des coffrages, puis damée manuellement par couches successives. Les principaux changements dans le système constructif résident dans la structure mixte béton pisé. En effet, tous les points singuliers que génèrent les constructions traditionnelles du pisé ont été réalisés en béton plutôt qu’en pierre ou en brique.

- Les fondations doivent être résistantes aux efforts du bâtiment et servir de chaînages périphériques aux murs en pisé. Elles dépassent du sol pour former une assise à la première couche de pisé. Ce soubassement protège le pisé d’une remontée capillaire par la base. Ainsi un soubassement en béton de 1m30 a été réalisé pour isoler du sol les murs en pisé.

- Les linteaux de fenêtres, les encadrements, et les reprises de banches sont également réalisés en béton, points particuliers réalisés dans les constructions traditionnelles en briques cuites ou pierres taillées. Grâce à l’emploi du béton, plus particulièrement comme cadre de fenêtres, les ouvertures sont plus larges (car mieux soutenues).

- L’érosion des angles dans une construction en pisé est généralement plus forte. Dans les constructions traditionnelles, l’angle est renforcé en plaçant un liteau triangulaire en ou en posant un filet de chaux de part et d’autre de l’angle. Pour ce point particulier le béton a également été utilisé sous forme de liteau triangulaire.

En conclusion, la visite effectué au Domaine de la Terre, a permis suite aux expérimentations effectués en atelier, de concrétiser les connaissances acquises grâce à la mise en œuvre de la terre dans des projets concrets d’habitat collectifs. Ces projets encore en très bon état après trente ans démontrent également la résistance du matériau terre comparé aux autres éléments du projets (sol béton, toiture bois etc.…). La diversité de mise en œuvre de la terre démontre l’application des différentes techniques pour des projets d’habitats. Visités ce quartier donne une application architecturale a toutes les expériences menées en Ateliers (compréhension de la matière, fabrication de murs en pisé et de BTC, technique de la terre/paille etc.…) que nous avons effectués.

DECOUVERTE DE LA MATIERE

ON A QUOI SOUS LES PIEDS? dans un champ avec Patrice Doat

Situation : le champ à côté des Grands Ateliers Connaître ce qu’il y a sous nos pieds et savoir l’utiliser : creuser une tranchée la plus profonde possible afin de récolter de la terre. Utilisation d’une foreuse et de pelles, voire de truelles pour les moins chanceux !

Récolte de terres de différentes couleurs (ocre, brun foncé, végétale...) obtenues selon la profondeur du trou, dans des gamattes. Création d’une boule de terre pour voir sa plasticité. Mélange avec de l’eau et à nouveau, création d’une boule plus humide, voire visqueuse.

Tamisage avec de l’eau dans trois tamis différents pour comprendre la composition et la granulométrie de cette terre à pisé.

Panorama des étudiants :

LE LABORATOIRE D'ALBA composition de la matière

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Déterminer ses utilisations possibles dans la construction => Connaître la composition de la terre => Trouver la granulométrie => Propriétés physiques =>Différents tests : absorption, liquidité, plasticité

Connaître la composition : granulométrie et sédimentation Pour les gros éléments : granulométrie 1. Peser l’ensemble de l’échantillon à analyser (de 1 à 5 kg).

2. Tamisage à différentes tailles (jusqu’à 0,08mm) : 8 tamis par ordre décroissant.

3. Bien laver pour laisser couler l’argile.

4. Chauffer les gros composants au four pour faire évaporer toute l’eau.

5. Peser les gros composants pour déterminer leur pourcentage.

6. Laisser reposer les petits éléments pour qu’ils se séparent de l’eau (test plus facile par la suite).

Pour les petits éléments : sédimentation 1. Utiliser un défloculant pour séparer les limons des argiles.

2. Laisser décanter.

3. On peut mesurer les quantités au bout de quinze minutes environ, après avoir agité.

là c’est bon !

propriétés physiques

là on continue le test

Test d’absorption de la terre:

agitateur mécanique

Le bleu de méthylène a la propriété de se coller sur toute la surface spécifique de l’argile.

Le test est alors de vérifier quand l’argile a fini d’absorber toute l’argile, et qu’il y a donc saturation.

Sur un papier spécifique absorbant, une auréole turquoise doit apparaître autour d’un rond bleu lorsque le test est terminé.

Mesurer alors les quantités totales de bleu de méthylène ajoutées pour découvrir le niveau d’absorption.

papier absorbant

Test de liquidité de la terre : petite manivelle qui fait taper

1. Mélanger la terre et l’eau, placer le mélange dans la coupole. la coupelle contre le socle.

2. Faire une rainure au milieu grâce à une spatule normalisée.

3. Taper 1 coup par seconde en tournant la manivelle.

compteur de coups

Après 15 à 35 coups il faut que la terre se soit ‘recollée’, sinon recommencer l’expérience avec plus d’eau. rainure qui doit disparaitre après 30 coups

Faire 3 tests pour obtenir une moyenne. petit bâton métallique témoin

Test de plasticité de la terre : Malaxer et faire un petit ‘boudin’ de 10 cm de long et 3 mm de diamètre.

Le boudin doit se casser à ce moment là en deux morceaux.

Si on n’y arrive pas, ajouter de l’eau (goutte à goutte).

Faire 3 tests pour obtenir une moyenne.

APPROFONDISSEMENTS THEORIQUES

CONFERENCES durant Grains d’Isère

• Conférence Henri Van Damme, 18 mai 2010 aux Grands Ateliers de l’Isle d’Abeau La terre, un isolant High Tech ?

Cette conférence porte sur les notions de conductivité thermique (= facilité avec laquelle les électrons se déplacent), de diffusivité thermique ou inertie thermique (= capacité d’un matériau à transmettre une onde de chaleur), de déphasage (= temps nécessaire pour réchauffer la matière). Henri Van Damme propose d’analyser le phénomène de l’eau capillaire formant les ponts entre les éléments d’argile (ce qui permet la cohésion de la terre) pour trouver des pistes de réponse au caractère isolant de la terre. + pour bonne pédagogie et une clarté dans les données techniques

• Conférence « BOUE DE BATISSEURS » par Laetitia Fontaine et Romain Anger, 25 mai 2010 au Théatre de l’Isle d’Abeau Cette conférence porte sur le comportement de la terre de forte teneur hydrique (état visqueux) à travers une suite d’expériences faites sur deux argiles aux caractéristiques radicalement différentes, la smectite (une argile gonflante et verte) et la kaolinite (une argile blanche). +++++ pour des « tours de magie » qui nous ont fait voir la chimie d’un œil différent, la grande précision et la pédagogie des intervenants, la qualité de leur travail

• Conférence de Serge Maïni, 26 mai 2010 au Grands Ateliers de l’Isles d’Abeau Serge Maïni nous a présenté son travail, notamment dans son centre de recherche appliquée basé à Auroville (Inde), mais aussi ses interventions dans le monde entier, notamment à Bam (Iran). Il a particulièrement détaillé ses recherches d’optimisation de forme et de matière pour la construction d’arc, voûte ou coupole.

LES ATELIERS GRAINS D'ISERE

LE TAMISAGE, C'EST NOTRE PASSION! IMPORTANCE DU TAMISAGE : Peut importe l’usage qui va être fait de la terre, une opération de tamisage est indispensable. De ce tamisage va dépendre la qualité du travail effectué après. Cette opération est souvent longue et fastidieuse, c’est d’ailleurs un des freins majeurs à l’évolution de la filière en France, rendant le matériau plus cher que ces concurrents directs comme le béton...

UTILISATION EN FONCTION DU TAMISAGE ARGILES

PEINTURES

FIN

PLUS GROSSIER

ENDUITS

PISE...

LA TECHNIQUE ET LE MATERIEL DE TAMISAGE : Le tamisage consiste à passer une portion de terre à travers une grille de maille plus ou moins fine, la partie passant à travers est la partie à conserver, au contraire la partie restante dans le tamis est à jeter.

LES ENDUITS

avec maître Naoki Kusumi_Préparation

1. destruction de la maison de thé => récupérer la terre

enduit intérieur fait avec la terre de la maison de thé enduit extérieur fait avec de la terre présente, qu’on a d’abord fait sécher avant de tamiser.

2. concassage de la terre => casser les gros morceaux de terre 3. tamisage de la terre => obtention d’un grain très fin pour l’enduit

Démonstration des différentes truelles faite par les tailleurs de sabre

Présentation Chaque truelle est faite pour une tâche précise, même si elles peuvent sembler identiques.

Celle là c’est pour les coins! là, c’est la plus chère !

la poignée est personnelle chaque truelle est faite pour une seule personne

mélange de la terre avec le sable et l’eau : proportion : 5 terre, 2 sables, 1,5 eau + mélange avec la casigne (?)

Démonstration de sa technique d’enduisage Quelques gestes qui paraissent très simples ...

essai des étudiants, quand même moins concluant ...

Enduisage sur l’Armadillo Box Naoki fait la première couche ici, et fera la deuxième à Madrid.

1. Humidification de la surface 2. Application de la terre en couche de quelques mm 3. Application de la toile de lin pour la tenue de l’ensemble 4. Lissage et ‘absorption’ de la toile dans la terre Travail très rythmé avec 2 assistants un qui prépare la matière (mélange de la terre; découpe de la toile de lin) l’autre qui donne la matière à Naoki

A l’application la terre est encore très mouillée, et donc très foncée.

En séchant la couleur devient beaucoup plus claire.

Enduit intérieur même technique mais sans toile de lin.

Enduits

LA TERRE

LEGERE

avec Franz Volhard

Les murs en terre/paille sont réalisés à partir de barbotine et de paille.

- La barbotine est une pâte fluide faite avec de la terre qui a reposée dans un bain d'eau. Il faut que la terre soit bien sèche lorsqu'elle est introduite dans l'eau pour que les mottes de terre se désagrègent plus facilement.

La barbotine est préparée dans un grand bac et ensuite passée à travers un tamis de 10mm ou de 4mm pour ne pas garder les gros cailloux.

- La paille, elle, doit être résistante et souple à la fois pour pouvoir la mettre en place plus facilement.

Composition des murs

Murs 3 types de murs en terre/paille ont été étudiés : - terre légère compactée dans un coffrage qui nécessite beaucoup de paille et peu de barbotine.

- terre/paille enroulée sur un lattis bois avec une couche isolante de paille déchiquetée nécessitant plus de barbotine que le mur précédent.

- terre/paille enroulée partiellement sur un lattis bois posé à 45° nécessitant autant de paille que le mélange précèdent.

Ces murs ont ensuite été enduits avec un mélange de barbotine et de paille finement déchiquetée.

Mise en oeuvre mise en oeuvre terre légère Qualités : les murs en terre/paille sont secs plus rapidement qu'un mur en pisé. Ils sont légers. La paille est présente en grande quantité dans certaines régions. Le murs ne se fissurent pas dans le temps. Les murs ont une bonne qualité d'isolation.

Défauts : les murs sont longs à mettre en œuvre. Le mélange terre/paille n'est pas porteur (c'est une ossature bois).

terre légère

terre/paille

Fabrication de briques légères Essais de blocs de terre/fibres compressées Plusieurs blocs avec différents mélanges ont été testés : - paille/barbotine - liège/barbotine : très léger - paille déchiquetée/barbotine : la terre est mieux mise en forme qu’à partir du mélange paille/barbotine paille déchiquetée/cailloux trempés dans la barbotine.

Chanvre/barbotine : la fibre est légère et très résistante.

TERRE COULEE

EXPÉRIMENTATIONS DE DALLES COULÉES AVEC CARACOL 4 échantillons de 1m2 de terre coulée.

- échantillon témoin : fond de coffrage bois, isolant liège, terre mélangée au malaxeur, coulée puis vibrée à l’aiguille.

- échantillon 2 : fond de coffrage bois, isolant liège, tressage, terre mélangée au malaxeur, coulée puis vibrée à l’aiguille échantillon 3 : fond de coffrage bois, isolant liège, tressage imbibé de barbotine, terre mélangée au malaxeur puis vibrée à l’aiguille échantillon 4 : fond de coffrage bois, isolant liège, terre et fibres de lin mélangées au malaxeur puis vibrées à l’aiguille Dans un second temps, après un premier séchage, ces échantillons sont recouverts d’un enduit final.

TERRE COULEE

à la verticale avec Patrice DOAT

Mur en terre coulée (Caracol) RÉPARER UN MUR EN PISÉ La terre coulée reprend les principes du béton coulé mais avec de la terre à laquelle on peut éventuellement ajouter des liants hydrauliques. On l’utilise surtout pour des reprises en sous-oeuvre dans du bâti en pisé, pour boucher des trous, combler des fissures, réparer des angles abîmés ou faire des reprises pour de nouvelles ouvertures. Il permet aussi une mise en oeuvre plus rapide de murs non porteurs car il ne nécessite pas de coffrages très résistants.

L’utilisation de la terre permet de réduire le coût de la restauration par rapport aux solutions classiques et de préserver l'aspect authentique du pisé. Le pisé coulé est un matériau local mis en oeuvre avec les mêmes techniques courantes que celles du béton.

mise en oeuvre de la terre coulée

Terre coulée dans une ossature bois (CRATerre)

A une terre à pisé, on ajoute une certaine quantité d’eau pour la rendre plus plastique. Il est nécessaire en même temps de modifier sa composition granulaire en ajoutant des graviers. On évite ainsi les fissures de retrait. Pour mettre en oeuvre du pisé coulé il faut une teneur en eau comprise entre 16 % et 20 %. Le pisé traditionnel a une teneur en eau de 11 % à 12 % d’eau.

On mélange les graviers, sables et argiles avec de l’eau par une action mécanique de brassage dans une bétonnière. On obtient ainsi un mortier de gravier argileux dont la teneur en eau est telle qu’en formant une colonne de 60 cm de haut, celle-ci ne s’effondre pas sous son propre poids. Ce mortier, très plastique, est projeté sans avoir besoin d’utiliser de coffrage car il n’exerce aucune poussée horizontale.

La composition très graveleuse de ce mortier permet d’éviter les fissures de retrait et facilite sa mise en oeuvre.

CHATEAU DE SABLE

Le matériau terre est utilisé dans la construction et montre sa résistance dans le temps avec des vieilles bâtisses.

Comment cela est-il possible alors que la terre mise dans l’eau devient liquide ?

C’est cette question que Laetitia et Romain tentent d’élucider. Ingénieurs tous les deux ils transmettre leurs connaissances à travers différentes expériences dans des conférences et expositions. C’est dans le cadre de leur recherche fondamentale qu’ils ont animé dans le festival Grains d’Isère l’expérimentation d’un château de sable.

préparation des coffrages.

Le principe est de construire une petite tour en sable armé de 2m de hauteur. A l’image d’une partie de la muraille de Chine construite en sable, cet atelier montre que l’on peut construire avec seulement du sable, sans l’argile qui est souvent nécessaire pour les autres techniques de constructions en terre.

Avant de commencer la mise en oeuvre de la terre, il est nécessaire de préparer le sable et les coffrages.

Le sable est tamisé pour éliminer les graviers. Il est humidifié pour faire du pisé et du sucre est ajouté pour ralentir le séchage du sable (permettant la mise en place de l’ensemble de la tour sans sécher).

Les coffrages sont réalisés avec du bois de coffrage et un système de fixation qui permette un démontage simplifié. tamisage de la terre.

damage du sable

fibre de lin et pisoir.

Une fois les outils et matières préparés, il faut mettre en oeuvre la terre avec la technique du pisé.

Cette dernière est composé d’une addition de strates. Chaque couche commence par une fibre de lin qui joue le rôle d’armement.

Sur celle-ci on ajoute du sable pour avoir un centimètre une fois tassé. On la compresse donc avec des pisoirs. Les grains se serrent et l’ensemble devient plus résistant par sa bonne répartition des grains. La qualité du coffrage a ici une grande importance car cette action met en oeuvre des poussées.

remplissage du coffrage avec du mise en compression du sable avec le sable. pisoir.

Essai

Quatre coffrages (un étage) finis.

mise en place du deuxième étage.

mise en place «chaînage».

du

Les coffrages en angle permettent de créer un carré assez évidé rendant le challenge «de la tour en sable de 2m de haut».

La jonction entre deux étages se fait par un cadre en bois qui fait office de chaînage et permet de faciliter la superposition.

Deux étages ont tout d’abord été monté pour observer comment se comportait l’expérience.

Etant concluante elle donna le feu vert pour monter à 2 mètres de hauteur. décoffrage de l’essai des deux étages.

sous titre

mise en place de tous les coffrages remplis

Les six étages ont été monté coffrés. Le décoffrage laisse apparaître peu à peu la tour de sable. La tour bouge un peu lors de forces horizontales mais d’un point de vue globale et sachant le matériau utilisé, elle est bien stable.

Le sable en séchant ne perd pas sa résistance. Cette expérimentation laisse à prévoir que l’on peut encore monter plus d’étages. Les deux étages d’essai ont donc été ajouté ...si certain angle se sont cassés pendant le déplacement, la tour de sable n’est pas fragilisée par cet ajout.

décoffrage de l’ensemble

la tour finie de 6 étages, derrière l’essai.

la tour finie (les 6 étages plus l’essai)

le sable sèche inégalement.

en brossant la surface on obtient une texture soulignant les strates

BLOC DE TERRE COMPRIMEE avec Wilfredo

Cette version moderne de la brique crue moulée emploie des terres dont les caractéristiques sont assez proches de celles du pisé, mais pouvant être un peu plus argileuses, moins graveleuses, mais toujours très sableuses.

La terre est dans un premier lieu tamisée pour l’homogénéiser et enlever les cailloux. En fonction de sa nature, on peut rajoutée du sable, de l’argile ou de la chaux. Puis légèrement humidifiée, elle est mise en brique par compression grâce à une presse mécanique et hydraulique.

Un bac doseur permet de préparer la quantité de terre nécessaire pour fabriquer une brique. La terre est ensuite déversée dans le moule, les coins sont légèrement tassés avec les doigts pour les consolider. Et enfin le levier de la presse est rabattu de la verticale à l’horizontale, en effectuant le mouvement inverse le bloc de terre comprimé (BTC) est poussé vers le haut et peut alors être pris pour être déposé.

Lors de la compression, la terre est retenue dans un moule où la terre est comprimée entre deux plateaux qui se rapprochent lentement. Cette compression permet de réduire le volume des vides dans le bloc, diminue ainsi sa sensibilité à l'eau et augmente sa résistance.

Dans la mesure où l’extraction de la terre et la fabrication des briques sont réalisées sur place ou à proximité, la BTC possède un excellent bilan énergétique. Ce sont donc des matériaux peu onéreux et bons isolants thermique et acoustique. La production et la mise en œuvre des BTC requièrent une technologie très simple et peu de main d’oeuvre.

ADOBE

expérimentation avec Wilfredo

L’adobe est la brique de terre crue, séchée au soleil et utilisée comme matériau de construction. Ces briques sont obtenues à partir d'un mélange d'argile, d'eau et éventuellement d'autres éléments.

Les briques d'adobe sont coulées dans un cadre en bois ouvert. Le moule est retiré, et la brique est mise à sécher quelques heures, puis elles sont tournées sur leur tranche pour terminer le séchage. Lors du séchage, les briques peuvent être placées à l'ombre pour éviter l'apparition de fissures.

LE PISE

mobilier avec les DSA Mélanges de terre différents: - granulosité - couleurs - composition

Une bonne terre à pisé : peu humide, comportant des granulats de toutes tailles, de l’argile aux cailloux.

Les coffrages

DiffĂŠrents coffrages en bois reprennent les efforts de compression

La mise en oeuvre

Décoffrage : délicatement pour ne pas arracher la terre

On dame une couche de terre d’environ 4 cm avec un pisoir en bois ou en métal.

Après damage, la couche est réduite à 2cm environ.

Les réalisations

Différents résultats obtenus

sable gros (2 à 0.2mm), kaolinite (argile blanche), cailloux et chaux hydraulique

couleur bleue : chaux et charbon

LE PISE

pisé banché avec Caracol

Objectif : construire 4 murets de 1 m de hauteur et 30 cm d’épaisseur qui, associés à différents complexes isolants, serviront de murs de démonstration.

Le mur en pisé est une mise en œuvre traditionnelle de la terre crue. Il s’agit d’élever une paroi verticale en superposant successivement des couches de terre comprimées manuellement. > La terre utilisée pour construire ces murets a été prélevée directement sur le site des Grands Ateliers. Une bonne terre à pisé doit être à l’état dit « humide », c’est-à-dire avoir une teneur en eau de 10 à 12 %, et jusqu’à 15 % pour les murs de faible hauteur. Elle doit être ni trop grasse, ni trop friable. Cette terre doit être grossièrement triée : on enlève racines, feuillage et terre végétale, ver de terre et trop gros cailloux (galets).

> Préparation du coffrage : pour coffrer ce mur, on a utilisé des banches à béton.

- on les installe sur un socle en bois préalablement construit, - on ferme les extrémités du coffrage par des « joues » en bois, - on met en place les tiges filetées métalliques pour serrer les banches et maintenir le bon écartement, - on rajoute des étais sur chaque côté du coffrage pour l’empêcher de basculer, - on visse des pièces de bois triangulaires dans chacun des angles pour obtenir un angle cassé (les angles à 90° en terre étant fragile au frottement).

mise en oeuvre du pisé

- à l’aide de seaux, on remplit uniformément de terre meuble le coffrage pour obtenir une couche de faible épaisseur (12/15 cm), - on compresse ensuite directement la terre grâce à des pisoirs en bois ou en acier. Il faut 4 à 5 passages, de plus en plus fort, pour comprimer convenablement la terre, en insistant bien dans les angles et sur les bords, - on répète ces opérations jusqu’à obtenir la hauteur de mur nécessaire, tout en vérifiant que le coffrage ne se desserre pas.

Décoffrage Il peut s’effectuer directement après avoir fini le mur, sans besoin de temps de séchage. Dans la technique, il faut faire glisser la banche contre le mur pour ne pas décoller la terre.

Les + : - utilisation d’un matériau naturel non transformé - esthétique de la terre décoffrée - technique low-tech efficace Les - : - compression manuelle de la terre physiquement exigeante - mur plus long à ériger que son équivalent béton de ciment

ATELIERS PEDAGOGIQUES

- Communiquer - Échanger - Partager - Transmettre - Découvrir - Manipuler - Apprendre - Créer

Sculpter une boule : - Initiation au tamisage et au modelage de la terre - Créer des boules - Sculpter - Laisser sécher - construire avec un mur par assemblage Monter un mur : - Observer les différentes granulométries de la terre - Découverte de la technique du pisé.

- Manipuler les outils - Comprendre la stratification de la terre après compactage Construire une cabane : Matériaux : Terre / Paille / Eau / Bois pour l’ossature Découverte d’une technique de construction - Aller chercher la matière première - Tresser la cabane en noisetier - Créer le torchis - Doser et mélanger Montrer que l’on peut construire avec ce que l’on trouve sur place

Le labyrinthe : - explication de la différence entre un labyrinthe et un dédale - tamisage - découverte de la différence terre sèche / terre plastique avec des dessins de labyrinthe dans des cadres - tracé au sol de labyrinthe dans du sable

ARCS ET VOUTES Théorie

LE STATUT DU CENTRE DANS LE MONDE L’institut est une part d’un réseau mondial avec CRATerre, Abc Terra au Brésil, et plusieurs ONG Indiennes. Le centre est aujourd’hui le représentant pour l’Asie auprès du département de l’UNESCO « Architecture, Cultures constructives et développement durable ». Ce département a pour but d’accélérer la dissémination du savoir technique et scientifique sur l’architecture de Terre dans les trois domaines suivants: environnement et héritage, établissements humains et économie et production.

Les activités telles que les stages et la promotion de la terre en tant que matériau de construction pour le développement durable a permis d’obtenir de nombreux prix : onze prix nationaux et un prix international.

SATPREM MAINI Satprem est de nationalité Française, né le 18 May 1959 à Bône, Algerie. Il est le dirigeant de l’institut, travaillant en tant qu’architecte, bâtisseur, consultant, chercheur, maître de stage et de conférence. Il obtient son diplôme en France qu’il complète avec une spécialisation sur l’Architecture de Terre.

Depuis 2000, il est le représentant pour l’Asie du département de l’UNESCO « Architecture, Cultures constructives et développement durable » Les champs de recherche et d’action de Satprem sont basés à Auroville, en construisant de nombreux bâtiments de différentes natures: Logements, immeuble d’habitats collectifs, école, hangar... Il a réalisé également des projets internationalement et ce, dans 28 pays différents ces vingt dernières années. Depuis 1989 Satprem a pu enseigné à plus de 5800 personnes dont 800 personnes environ non originaires d’Inde venant de 62 nations.

La recherche conduite par Satprem actuellement concerne la relation entre l’Homme et l’environnement, portée sur le développement durable à travers les techniques de construction et l’utilisation des ressources naturelles. La spiritualité fait partie de cette recherche, par le rapport avec la matière, l’enseignement qui s’adresse à tous, dans le site particulier qu’est la ville d’Auroville.

Mise en pratique Pendant la conférence, nous avons suivis un cours théorique, dispensés par Satprem en anglais. Ce cours a porté sur les caractéristiques de la Terre, ses propriétés, et ses possibilités en tant que matériau de construction. Puis sur les méthodes de calcul et de dessin des arcs, voûtes et dômes en brique.

A travers la méthode dite de la chaînette, utilisée par Gaudi notamment, pour visualiser les lignes de forces, les façons dont le poids propre se répartit naturellement dans la construction. Utiliser une chaîne inversée afin de visualiser les forces en jeu et la répartition des charges permet de s’approprier instinctivement les principes de la méthode de conception et de calcul des constructions en maçonnerie utilisant des arcs , des voûtes et des dômes.

Mise en pratique : Construction de différents types d’arcs (plein cintre, bouté, en anse de panier, surbaissé) avec comme support les gabarits métalliques.

1. Préparation du mortier (mélange terre fine / sable), 2. Mise en place des gabarits métalliques et des appuis, 3 & 4. Mise en oeuvre des briques de terre cuite et du mortier, et vérification de l’équerrage, 5 & 6. Réalisation obtenue (arc en anse de panier)

1

2

3

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4

5

voûtes

Construction d’une voûte reliant deux arcs surbaissés de portée différente : Travail de maçonnerie basé sur les propriétés de succion du mortier (mélange de terre très fine, argile, et du sable tamisé à 2mm). Il a fallu déterminé le bon dosage pour obtenir l’effet de «ventouse» optimal. Au final, après plusieurs essais, nous avons utilisé un mélange 3 pour 1 (3 de sable et 1 d’argile).

Les briques de terre cuite sont disposées une à une avec un lit de mortier de 5 mm environ. Une pression et une légère vibration manuelle sont exercées lors de la pose afin de permettre une bonne cohésion de l’ensemble. On commence depuis la base jusqu’à la clef de voûte en veillant à ce que chaque brique soit en contact avec ces voisines au niveau inférieur : ceci permet une bonne répartition des forces dans l’arc de compression. Les arcs ainsi édifiés doivent se rejoindre et former la voûte.

Nous n’avons pas pu aller jusqu’au bout de l’expérience par faute de temps cependant nous avons pu nous rendre compte des techniques nécessaires à la mise en oeuvre d’une voûte, et des possibilités que celles-ci offrent.

EXPERIMENTATIONS PERSONNELLES

UN MUR COURBE Essai de construction d’un mur selon la méthode de construction du pisé.

Elaboration d’un coffrage adapté et renforcé: La forme voulue de la courbe a été dessinée sur une planche de bois puis découpée à l’aide d’une scie sauteuse afin d’obtenir un gabarit de forme. Des planches de contreplaqué de 1.8 cm ont été utilisées pour reproduire ce gabarit sept fois pour chaque coté du moule.

Les planches avec un coté courbe ont été fixées à l’aide de cales en bois en prenant garde qu’elles soient ajustées verticalement les unes par rapport aux autres.

Deux plaques de bouleau contrecollées très souples ont été vissées aux planches afin d’obtenir des courbes régulières et uniformes pour l’intérieur du moule.

Sur les deux parties du coffrage, des tasseaux ont été mis en place pour pouvoir ensuite glisser les renforts latéraux du coffrage.

Les tiges filetées ont pu ensuite être insérées dans les trous prévus à cet effet sur les cotés des planches extérieures du coffrage.

La rigidité dans les deux directions étant assurée, il ne restait plus qu’a éviter le soulèvement du coffrage lors du damage du pisé. Deux tasseaux de 8 cm d’épaisseur ont été vissés aux planches extérieures pour pouvoir assurer la prise de serres joints

Damage et réalisation : Par manque de temps il n’a pas été possible de faire un essai aux Grands Ateliers, cependant de nombreux conseils nous ont été donnés concernant les huiles à utiliser, le démoulage... un essai sera réalisé à l’ENSAG.

CONCLUSION

la terre comme matière première

Aborder le matériau terre dans le dernier module au cours des deux semaines de Grains d’Isère fut une bonne clôture de l’année. Dans le cadre de différents ateliers, nous avons pu découvrir des modes de mise en oeuvre complémentaires. En plus des différents modes de constructions, ces ateliers nous ont donné l’opportunité d’apprendre, aux côtés de spécialistes, les techniques de construction en terre et les possibilités diverses appliquées à l’architecture.

La dimension de l’expérimentation fut encore une fois la base du travail, participant aux mises en oeuvre des étudiants du DSA terre. Leur expérience et leur savoir-faire fut pour nous un avantage, mais aussi celui des différents animateurs des autres ateliers (Wilfredo, Alba...). Les compétences rencontrées, diverses et variées, furent toute d’une grande qualité et d’une complémentarité nourrissant fortement le processus de construction en terre.

Il nous est quand même resté des regrets vis à vis de la suppression d’une semaine du festival Grains d’Isère et du manque d’espace pour la mise en oeuvre, tout en comprenant complètement la problématique de l’équipe du Solar Decathlon. De même, nous aurions apprécié réaliser un projet commun et global pouvant nous permettre d’appliquer les différentes techniques de construction en terre apprises lors des ateliers.

L’idée lancée, par exemple d’un exercice sur le labyrinthe ou la programmation d’un module de projet, nous a paru un réel manque à gagner pour ces deux semaines.