Atelier Aïno © 2022

Ornement et performance de la terre

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  • Recherche et développement matériau
  • FAIRE 2021
  • Pavillon de l'Arsenal avec la Ville de Paris, la Caisse des Dépôts, MINI, EDF
  • Les Grands Ateliers, Cycle Terre, la Biennale d'Architecture et du Paysage d'Île de France
  • Atelier Aïno, Franck Boutté Consultants, amàco
  • Etudes livrées 2022

La raréfaction des ressources, la recherche de frugalité et d’économie mènent parfois à créer des ambiances épurées, brutes voire standardisées. L’ornement peut-il contribuer aux performances hygrothermiques du matériau terre crue et retrouver ainsi une place dans l’architecture de demain ? Les Blocs de Terre Compressée non stabilisés, matériau vertueux sans ciment ni cuisson - offrent de nouvelles opportunités pour les bâtiments franciliens, grâce à une production industrialisée par la Fabrique Cycle Terre de Sevran. La recherche est menée par la Scop d’architecture Atelier Aïno, accompagnée par Franck Boutté Consultants pour les études thermiques et environnementales et par les chercheurs d’amàco, spécialistes de la terre crue.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Le livret de restitution de la recherche est disponible ici


Projet réalisé dans le cadre de FAIRE, programme de recherche et d’expérimentation lancé par le Pavillon de l’Arsenal avec le soutien de la Ville de Paris, la Caisse des dépôts, EDF et MINI

Avec le partenariat de la Biennale d'Architecture et du Paysage d'Île de France, les Grands Ateliers et de Cycle Terre.

Crédit des photos d'inspirations : Enduit fouetté à la branche, ©Art et Renovation ; Minaret de Djam, Afghanistan, 1190 ; Ennis House, Los Angeles, Frank Lloyd Wright, 1924, ©Andrew Pielage