EcoTerra: Un projet de recherche sur les performances des bétons terre-chanvre

Favoriser l’utilisation des isolants terre-chanvre en économie circulaire

La terre crue est utilisée depuis de nombreux siècles dans la construction, et est encore présente dans 15% du patrimoine bâti en France. Disponible sur tout le territoire et dotée de bonnes capacités d’isolation, elle peut être un atout pour la construction dans le cadre de l’économie circulaire.

En associant des agroressources comme le chanvre avec la terre, on augmente les capacités isolantes du matériau. Les propriétés thermiques et hygriques des isolants en bétons terre-chanvre sont ainsi comparables à celles des bétons chaux-chanvre, mais les bétons terre-chanvre possèdent plusieurs avantages :

• Un coût en énergie grise (énergie nécessaire à la fabrication et au transport des matériaux) 20 à 25 fois inférieure,
• Un impact carbone divisé par 5,
• Pas de traitement en fin de vie, le matériau étant compostable,
• Un prix de revient 1,5 à 2 fois plus faible.

Dans ce contexte, la démarche mise en place dans le projet Ecoterra visait à comprendre les liens existant entre la variabilité des constituants (granulats végétaux et terres) et les propriétés physiques des mélanges, pour valoriser des ressources de différents territoires. Les impacts environnementaux seront quantifiés pour différentes techniques de mise en œuvre. Ce projet associant 9 partenaires [1] a été lancé en 2016 et s’achèvera en 2020.

Les applications du matériau terre-chanvre étudiées dans ce cadre sont larges : avec l’isolation par l’intérieur ou l’extérieur, appliquée par banchage, projection, ou briques préfabriquées, aussi bien pour la construction neuve que la rénovation.

ÉTUDIER les performances acoustiques du terre-chanvre, du matériau au bâtiment

Des mélanges terre-chanvre avec différents types de terre, différentes proportions de constituants, différents dosages en eau et différents compactages ont été évalués, notamment sur le plan des performances acoustiques.

C’est sur ce volet que le Cerema a été plus particulièrement impliqué, avec l’objectif de caractériser le plus finement possible les phénomènes de dissipation acoustique liés à ce type de matériau. Une approche complète a ainsi été proposée, avec des investigations allant de l’échelle du matériau à celle du bâtiment.

Le comportement acoustique du matériau terre-chanvre a été étudiée à l’échelle matériau puis à l’échelle paroi par le Cerema avec la collaboration de l’ENTPE. Ce travail a permis d’identifier le comportement acoustique du terre-chanvre en fonction de plusieurs sources de variabilités (compaction, type de terre, viscosité de la barbotine, formulation). 

Bien que les résultats varient en fonction du procédé de mise en œuvre et des mélanges, l’analyse de plus de 100 échantillons de mélanges terre-chanvre, comparée à une large base de données de mesures sur des mélanges chaux-chanvre, a permis d’améliorer les connaissances sur le comportement acoustique de ces matériaux, et montré que :

• Dans les mélanges terre-chanvre, la concentration de chanvre dans un mélange a un effet direct sur la performance acoustique, alors que la viscosité du liant et le type d'argile n'ont pas d'effet significatif.
• Le terre-chanvre et le chaux-chanvre ont globalement un comportement assez similaire.

A l’échelle de la paroi, des expériences en conditions contrôlées en utilisant la méthode de l'intensimétrie ont été menées sur 22 échantillons pour étudier l'effet de l'épaisseur, l'effet de l'ossature (en bois), l'effet du ou des enduits, ainsi que celui de la mise en œuvre de la terre (banchage, projection).

Une classification en termes de densité a été définie pour être utilisée comme guide général dans le cadre de l’évaluation ou de l’optimisation des performances acoustiques des bétons de chanvre. 

Des essais sur chantier avec du terre –chanvre projeté ont par ailleurs permis de valider l’intérêt économique de l’utilisation de ce matériau pour l’isolation au regard des performances thermiques et acoustiques.

Il s’avère que l’usage de ce matériau peut être intéressant dans différentes configurations, comme les projets de rénovation, en cloisonnement séparatif dans les logements ou entre les logements, en particulier pour le confort d’été… La Réglementation Environnementale du bâtiment RE2020 ouvre des perspectives, car ces matériaux sont des solutions idéales pour répondre aux contraintes à la fois environnementales et multifonctionnelles (acoustique, thermique, hydrique…) visées.

Valorisation des résultats

Le Cerema a contribué à deux articles scientifiques publiés respectivement dans les revues Construction and Building Materiels et Journal of Building Engineering :

[1] EcoPertica, Université Bretagne Sud, IFSTTAR, Institut Lasalle Beauvais, Cerema, Association des Chanvriers en Circuits Courts, Association Régionale pour la Promotion de l’Eco-construction - ARPE, Les chantiers de demain, IUT Alençon.