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Un béton d’argile naturel aux propriétés remarquables

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Un béton d’argile naturel aux propriétés remarquables

Sur ce mur en pisé ancien d’un bâtiment rural du Nord-Isère, le soubassement en pierres, galets et chaux, la hauteur des banchées et les trous laissés par les clés transversales sont restés bien visibles. De même, on peut noter la différence de couleurs des terres, dont les mélanges étaient préparés au fur et à mesure des banchées. (Doc. Grégoire Paccoud.) L’aspect d’un mur contemporain en pisé diffère de l’aspect traditionnel ancien. Ici, la surface est lisse et homogène, les trous des tiges transversales sont très discrets. On peut noter des lignes colorées entre les couches compactées. Cet effet esthétique est réalisé grâce à des « cordons » de chaux et de terres de couleurs disposés en périphérie des murs. (Doc. Caracol.)

Reconnu pour ses qualités thermiques, hygrothermiques et environnementales, le pisé offre une alternative intéressante aux maçonneries plus classiques. Les diverses évolutions et modernisations qu’il a connues récemment en font un procédé constructif pertinent et adapté aux nouveaux enjeux de la construction.

Le pisé est une des multiples techniques de construction en terre crue existant dans le monde. Apparu autour du bassin méditerranéen il y a 3 000 ans, puis en France au viie siècle, il a été supplanté au Moyen Âge par le torchis sur lattis et pans de bois, technique plus économique et rapide à mettre en œuvre.

Il attendra le xviiie siècle pour renaître en France, sous l’impulsion de l’architecte François Cointeraux (1740-1830). Ce dernier voulut relancer le pisé pour les qualités incontestables que présentait le matériau. D’une part pour son incombustibilité - une solution idéale pour enrayer les incendies dévastateurs de l’époque - d’autre part, pour son inertie thermique et sa faculté à réguler l’humidité, garantissant un confort intérieur été comme hiver. Ses travaux, ainsi qu’une trentaine de ses ouvrages, traduits et diffusés dans le monde, ont alors assuré la promotion du pisé en Europe, en Australie et aux États-Unis.

Technique constructive répandue en France

François Cointeraux définissait la technique ainsi : « Le pisé est un procédé d’après lequel on construit les maisons avec de la terre, sans la soutenir par aucune pièce de bois, et sans la mélanger de paille, ni de bourre. Il consiste à battre, lit par lit, entre des planches, à l’épaisseur des murs ordinaires, de la terre préparée à cet effet. Ainsi battue, elle se lie, prend de la consistance et forme un mélange homogène qui peut être élevé à toutes les hauteurs données pour les habitations ».
Aux xviiie et xixe siècles, la construction en pisé s’est répandue en France, notamment dans la région Rhône-Alpes - la composition de la terre se prêtant à sa réalisation - où elle est devenue la technique dominante, marquant fortement le paysage. Aujourd’hui encore, 40 % du patrimoine rural de la région est construit en pisé et la proportion atteint 90 % dans le Nord-Isère.
Concurrencée par le béton et les techniques de construction industrialisées au début du xxe siècle, le pisé a disparu au lendemain de la Seconde Guerre mondiale. C’est dans les années 80 que la terre crue en construction fait de nouveau parler d’elle, grâce notamment au travail de Craterre, association d’architectes, ingénieurs et ethnologues militant pour la sauvegarde du patrimoine, autant que pour la reconnaissance et le renouveau de ce savoir-faire aux multiples qualités. Dans la région Rhône-Alpes, les sols, constitués de dépôts d’origine glaciaire, affichent une gamme étendue de grains de tailles diverses, de la particule d’argile aux grosses pierres. Cette terre graveleuse convient parfaitement au pisé, qui est mis en œuvre en forte épaisseur dans de grands coffrages, et pour lequel elle passe quasi directement de l’état de sol à l’état de mur… Elle n’est, en revanche, pas appropriée aux techniques où le matériau est mis en forme à la main (adobe, bauge, torchis) ou dans de petits moules.

Un matériau inépuisable et prêt à l’emploi

Le pisé présente une proportion équilibrée des cinq types de grains constituant la terre (voir encadré). Composée de cailloux (jusqu’à 10 cm), graviers, sables, silts et argiles, c’est la seule technique qui autorise l’utilisation de terres contenant des cailloux et gros graviers. Une fois extraite de la sous-couche du sol, la terre à pisé se met en œuvre dans son état hydrique naturel (état « humide »). Il est simplement nécessaire d’ôter les très gros cailloux et de la triturer avant de la mettre en œuvre.
Les proportions équilibrées des composants de la terre à pisé permettent un agencement granulaire optimal, les plus petits grains comblant les vides entre les plus gros. Cela produit un véritable béton naturel, dur et résistant, doté de suffisamment de gros grains pour que le matériau soit rigide et ne fissure pas, et de suffisamment d’argile pour bénéficier d’un maximum de cohésion.

L’argile, un ciment naturel

Le « béton », terme générique désignant un matériau constructif composé de granulats agglomérés par un liant, s’applique parfaitement au pisé, qui n’est en réalité rien d’autre qu’un « béton d’argile ».
Les gros grains forment la structure (ou squelette), tandis que l’argile joue le rôle de liant entre les grains (à l’instar du ciment pour le béton). Des terres plus fines peuvent être utilisées pour le pisé à condition de ne pas contenir trop d’argile, qui, en se gonflant et se rétractant, peut provoquer des fissures dans les murs.
Désagrégée et friable, la terre à pisé est humide au toucher, mais ne peut être façonnée à la main par manque de plasticité. Un test de chantier pratiqué pour estimer la teneur en eau et identifier l’état humide consiste à former une boule en comprimant fortement la terre, puis à la lâcher à un mètre de hauteur sur le sol. Si la boule se brise en trois ou quatre morceaux, elle possède la teneur en humidité adéquate pour fabriquer du pisé, si elle s’éparpille complètement, elle est trop sèche et si elle reste agglomérée en un seul morceau, elle est trop humide. Cette terre équilibrée mise en œuvre selon la technique du pisé, par couches successives compactées, se transforme très rapidement en un mur porteur, solide et cohérent, qu’il est inutile d’enduire par la suite.

Résistance à l’usure du temps, mais sensibilité à l’eau

Les ouvrages en pisé réalisés aujourd’hui, loin de paraître « artisanaux », offrent au contraire un aspect fini très contemporain. Sur les murs, les couches de terre compactées restent visibles. Caractéristiques de la technique du pisé, ces lignes horizontales créent un dessin, une coloration et une texture uniques, facilement reconnaissables et très appréciés esthétiquement. Le pisé, malgré son apparente simplicité, est cependant plus sophistiqué et long à mettre en œuvre que les autres principaux modes de construction en terre (adobe, bauge et torchis). Ces derniers ne demandent que peu d’outils de préparation et de mise en œuvre, alors que le coffrage nécessaire au pisé est complexe et imposant. Cela fait de lui un procédé constructif considéré aujourd’hui comme haut de gamme dans les pays industrialisés.
Issu d’une lente décomposition de la roche mère sur plusieurs millénaires, la terre à pisé vient au terme d’une transformation physique, biologique et chimique. Contrairement à d’autres matériaux comme le bois, le métal, la pierre ou le béton, elle ne s’altère pas avec le temps. Elle ne craint pas le feu non plus, qui la consolide en la transformant en terre cuite, matériau encore plus résistant.
Le seul véritable ennemi de la terre est l’eau, dont elle doit être correctement protégée. Un adage populaire dit qu’une construction en terre avec « de bonnes bottes et un bon chapeau » (bien protégée en partie basse et en partie haute) est parée pour bénéficier d’une exceptionnelle durabilité. Il faut donc veiller à utiliser pour les fondations et soubassements des matériaux insensibles à l’eau (pierre, béton, mélange terre-chaux ou terre-ciment, brique cuite…), protégeant des éclaboussures et des remontées capillaires, et à réaliser des débords de toitures suffisants pour protéger de la pluie.

Changement de phase et climatisation naturelle

Afin de renforcer les propriétés mécaniques des ouvrages, le mélange du pisé peut être stabilisé par un ajout de ciment ou de chaux, dans une proportion d’environ 10 %. La stabilisation chimique n’est cependant nécessaire que dans certains cas et ne doit pas être généralisée. Elle détruit, en effet, les qualités intrinsèques de la terre crue, son caractère respirant, recyclable, etc.
Le recours aux stabilisants est, en revanche, souvent nécessaire pour renforcer certaines parties exposées d’un bâtiment, comme les angles, encadrements, soubassements ou sommets des murs. Des lits de mortier peuvent être aussi parfois disposés entre chaque couche de pisé, en partie externe des murs, pour renforcer la cohésion d’ensemble. Ils se distinguent par les lignes horizontales de couleur plus claire sur les murs.
Si un mur en pisé craint l’eau, il régule cependant parfaitement l’humidité et la vapeur d’eau. Grâce aux argiles qu’il contient, le pisé possède un grand pouvoir d’absorption et d’adsorption, lui conférant un rôle de véritable climatiseur naturel. Le matériau est vivant, il respire. Il absorbe ou restitue l’humidité continuellement, et sa structure évolue avec le temps. La terre peut, d’ailleurs, être comparée à un matériau à changement de phase naturel, contenant de l’eau qui s’évapore et rafraîchit l’air ambiant quand la température monte, et qui se condense et absorbe l’humidité en cas de diminution de température.
Ces propriétés hygrothermiques exceptionnelles (un mur en pisé peut absorber jusqu’à 3 % de son poids en eau) assurent le confort climatique intérieur, à condition que le mur soit non-enduit ou recouvert d’un enduit respirant à la terre ou à la chaux. Les enduits étanches à base de ciment ou résines synthétiques, malheureusement souvent utilisés sur les anciens murs de pisé, sont à proscrire. Bloquant tout type d’échange entre les murs et l’air ambiant, empêchant l’humidité de s’évaporer, ils créent de graves dommages et compromettent sérieusement la durabilité des ouvrages.

Forte inertie thermique… mais faible pouvoir isolant

Le pisé, très dense (1 700 à 2 200 kg/m3), possède une très bonne inertie thermique, avec un coefficient de déphasage de 10 à 12 h. Sa capacité thermique volumique, de l’ordre de 700 Wh/m3K, prouve son aptitude à stocker l’énergie. Ainsi, en hiver, une paroi accumule la chaleur dans la journée et la restitue lentement pendant la nuit. En été, le mur se rafraîchit la nuit et absorbe la chaleur en journée, participant au confort d’été.
À l’inverse, le pouvoir isolant du pisé n’est pas très important, car il est dense, lourd et contient très peu d’air. Son coefficient de conductivité thermique ?, variant entre 0,5 et 1 W/m.K (en fonction de sa densité et de sa teneur en eau), est bien inférieur à la plupart des isolants thermiques.
Si des solutions d’isolation existent pour les constructions en pisé, il est difficile, par manque de recul, de juger de leur innocuité. Les nouvelles Réglementations thermiques engendrant des demandes massives d’isolation, des chercheurs
de l’Iffstar et de l’ENTPE ont mis en garde contre les désordres que cela pourrait occasionner sur le pisé (1). Lorsqu’une isolation est posée, il est préférable qu’elle soit intérieure. Elle doit être plaquée contre le mur et perspirante, afin d’autoriser les échanges d’humidité et d’éviter les phénomènes de points de rosée. Elle peut être collée directement au mur (enduit épais naturel), rapportée (blocs isolants ou structure bois avec isolant) ou intégrée dans un double mur.
Les matériaux isolants compatibles avec le pisé sont les enduits de terre mélangée à des fibres naturelles (paille, copeaux de bois, chanvre), les laines ou panneaux de fibres végétales ou animales (roseaux, fibres de bois, liège...), la chènevotte ou la ouate de cellulose en vrac, etc. Un mur en pisé étant très massif, il possède également des propriétés acoustiques intéressantes, dont la faculté de limiter la réverbération des sons et d’absorber les vibrations.

Solution bioclimatique adaptée à la mixité des techniques

Au-delà de ses qualités esthétiques, hygrothermiques et acoustiques, le pisé présente des atouts environnementaux indéniables. Inépuisable et disponible localement presque partout, la terre nécessite très peu d’énergie pour sa production et son acheminement sur chantier. Matériau recyclable par excellence, la terre ayant servi à bâtir du pisé n’a pas besoin d’être transformée en fin de vie du bâtiment. Elle peut être réutilisée pour la construction ou retourner au sol et retrouver son état premier. En outre, c’est un matériau dénué de toxicité, bénéfique pour la qualité de vie et de l’air intérieur. Les évolutions récentes prouvent que la technique du pisé est parfaitement adaptée à une architecture contemporaine et innovante. Les enveloppes monolithiques traditionnelles dotées de petits percements ont laissé place à des constructions plus ouvertes sur l’extérieur, laissant entrer la lumière et les apports solaires en hiver.
Par ailleurs, les caractéristiques thermiques du pisé le rendant très pertinent au sud ou en intérieur comme accumulateur de chaleur, mais peu approprié en orientation nord, son usage tend à évoluer vers la mixité avec d’autres matériaux et systèmes constructifs. Le principe des murs autostables en pisé, d’une longueur de banche, séparés par des ouvertures de hauteur d’étage, est une solution qui se répand. Elle offre une grande liberté de conception et permet d’être utilisée en association avec des ossatures bois ou des techniques de maçonnerie plus classiques.
Si aujourd’hui, le principal inconvénient du pisé réside dans le temps de mise en œuvre - et donc le coût - il pourrait à terme trouver un potentiel de rentabilité, grâce à l’implication des acteurs de la filière. Ceux-ci tentent de sauvegarder ce savoir-faire, de le diffuser, le revaloriser et le moderniser en améliorant sa mise en œuvre et en expérimentant de nouvelles techniques. Des recherches sont en cours, notamment sur les systèmes de terre projetée (compactage vertical), de terre coulée (sans compactage) et de préfabrication du pisé.

N°319

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