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Les bétons végétaux prennent racine

JULIE NICOLAS |  le 27/01/2017  |  ArchitectureRéalisationsHaute-SavoieSeine-et-MarneFrance entière

Ecomatériaux -

Si les défis techniques sont presque réglés, des filières industrielles doivent encore se structurer.

« Parmi les matériaux biosourcés, les bétons végétaux représentent le secteur le plus dynamique aujourd'hui », estime Bernard Boyeux, directeur général de Biobuild Concept, agence spécialisée dans l'écoconstruction. « Si le béton de chanvre était le seul matériau dont on parlait il y a deux ans, les recherches en laboratoire concernent aujourd'hui également le colza, le tournesol, la lavande, le miscanthus ou même la balle de riz », confirme Sofiane Amziane, enseignant à Polytech Clermont-Ferrand et président du comité sur les bétons végétaux au sein de la Réunion internationale des laboratoires et experts des matériaux de construction.

Ce dynamisme tient aux propriétés thermique et hygrother-mique de ces produits, qui stockent du CO , sont plus légers que les bétons traditionnels et donc plus isolants thermiquement et acoustiquement. Il s'explique aussi par la longue tradition agricole de la France qui, aux XVIIe et XVIIIe siècles, était le premier pays producteur de chanvre, utilisé pour les cordages de l'industrie navale. La ressource est donc conséquente. Autre élément clé, l'Hexagone est aussi un pays de construction en béton. Il était donc logique, au moment de la prise de conscience environnementale des années 1990, de chercher à introduire des végétaux dans ce matériau afin de réduire son impact environnemental.

Les sucres des végétaux incompatibles avec les liants. Mais intégrer des granulats végétaux dans le béton nécessitait de régler au préalable un problème : les sucres contenus dans les végétaux sont incompatibles avec les liants minéraux. Diffusés au moment du mélange avec l'eau, les polysaccharides, les pectines en particulier, vont retarder la prise. « Mélanger du sucre à un liant minéral affecte la structure qui est en contact avec le végétal », résume Sofiane Amziane. Différentes solutions ont donc été mises au point : ajouter un viscosant traditionnel afin d'empêcher la mobilité des sucres ou utiliser un liant à prise très rapide, comme le ciment naturel Prompt de Vicat (lire ci-contre) .

Aller vers des bétons structuraux. Pour industrialiser ces solutions, deux axes ont été choisis : la préfabrication et l'usage des bétons végétaux comme isolants. En effet, les bétons sont d'abord utilisés en remplissage d'une structure, le plus souvent pour des maisons individuelles. La prochaine étape est bien d'obtenir des bétons structuraux en augmentant leur résistance mécanique à la compression.

Afin de massifier le marché des bétons biosourcés, il faut en parallèle mettre en place des filières industrielles. « Cela passe par la caractérisation des granulats, la rédaction de règles professionnelles dans la perspective de disposer de documents techniques unifiés afin d'obtenir une garantie décennale pour l'utilisation de ces matériaux », rappelle Sofiane Amziane. Une démarche de longue haleine, qui pourrait se solder par la reconnaissance des propriétés des bétons biosourcés dans la prochaine réglementation thermique.

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Béton de chanvre - Des parpaings presque comme les autres

Intégrer des granulats de chanvre à un liant minéral ralentit la prise du béton. Pour régler cette question, la société Vieille Matériaux exploite un brevet en partenariat avec le cimentier Vicat, qui commercialise le ciment naturel Prompt. « Avec ce liant à montée en résistance très rapide et notre presse spécifique, nous produisons 16 blocs à la fois », dévoile Nicolas Guillaume, responsable de la distribution chanvre chez Vieille Matériaux. « Le rendement journalier correspond à l'équivalent d'une demi-maison de 120 m² », poursuit-il. Une performance, puisque le temps de prise est nettement plus long pour le béton de chanvre que pour des parpaings de ciment : quinze minutes contre vingt secondes. Le processus de fabrication consiste à mélanger la chènevotte (de la paille de chanvre), le ciment naturel et l'eau pour fabriquer un mortier froid qui est ensuite mis sous pression. Les blocs, qui comprennent 60 % de leur volume en chènevotte, sèchent et font leur prise à l'air, sans cuisson ni étuvage, contrairement aux parpaings traditionnels.

Outre le matériau et la presse, l'entreprise a mis au point un design particulier pour les blocs, baptisés « Biosys » : longs de 60 cm, avec une épaisseur et une hauteur de 30 cm, ils sont conçus pour s'emboîter sur le modèle de l'assemblage tenon-mortaise. « Chaque bloc pèse environ 22 kg, soit l'équivalent d'un bloc traditionnel, sauf qu'ils sont plus grands. Ainsi, 5,4 blocs suffisent à réaliser 1 m² de mur, contre 10 parpaings », explique Nicolas Guillaume. La gamme compte trois produits : des blocs pleins, des blocs pour poteaux et des blocs pour chaînages. Ces deux derniers servent à réaliser la structure de la maison avec un remplissage en béton armé. « Ils se coupent facilement et permettent ainsi un calepinage aisé sur chantier », estime-t-il.

Aujourd'hui, malgré le surcoût de 12 à 15 % sur 1 m² de mur fini, cinq maisons individuelles ont déjà été réalisées en blocs Biosys, et plusieurs chantiers devraient démarrer très bientôt. Une demande d'appréciation technique d'expérimentation (Atex) a été formulée. L'entreprise table sur une obtention au premier semestre 2017.

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Bétons structuraux - Les promesses des blocs à base de granulats végétaux

« Notre objectif est de produire des blocs biosourcés à base de bois ou de miscanthus qui se posent comme des blocs traditionnels », expose Eric Stievenard, directeur marketing chez Alkern. L'entreprise attend d'ailleurs pour le premier semestre 2017 un avis technique sur ses produits « Natur'Bloc », à base de bois. Les blocs intègrent 55 % de bois et affichent une résistance mécanique en compression de 4,1 MPa. Ils peuvent donc être utilisés pour construire des maisons individuelles jusqu'à R + 2. Leur particularité : les granulats de bois qui entrent dans leur composition proviennent des palettes de l'industriel.

Pour régler le problème des lixiviats qui inhibent la prise du béton, ces derniers sont trempés au préalable dans un bain d'eau et de ciment, de façon à créer une coque autour de chaque granulat. Le même principe est actuellement à l'étude avec le miscanthus, une plante à rhizome, dont la tige pourrait entrer dans la composition des futurs Natur'Blocs Miscanthus. « Cette innovation fera l'objet d'un premier chantier qui doit débuter en septembre 2017 », précise Pauline Dubreuille, chef de produit chez Alkern. Ce projet vise à construire 40 logements sociaux pour le compte d'Immobilière 3F à Chanteloup-en-Brie (Seine-et-Marne).

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Panneaux préfabriqués - La bicomposition pour une résistance thermique optimale

Le dosage des quantités d'eau, de ciment et de chènevotte pour réaliser un béton de chanvre doit être très précis afin de garantir les performances du matériau, tout en étant économiquement viable. « En usine, nous pouvons peser le chanvre au kilo près et estimer la quantité d'eau au litre. Une précision indispensable pour obtenir une régularité dans les formulations », explique Laurent Charvoz, ingénieur béton et directeur général de Maisons natuelles en Béton de Chanvre (MNBC). D'où le choix pour cette entreprise d'utiliser le béton de chanvre en préfabrication. MNBC pousse même la démarche plus loin puisqu'elle préfabrique des panneaux bicomposants qui associent 25 cm de béton de chanvre (résistance thermique : 0,07 W/m².K) en isolant intérieur à 16 ou 18 cm de béton armé léger en façade (résistance thermique : 0,66 W/m².K). Les dimensions standard des modules atteignent 9 m de long pour 3,40 m de haut.

Côté réalisation en usine, les modules, baptisés NéoChanvre, sont réalisés en deux temps : la partie en béton armé est coulée d'abord. Une fois que la prise a commencé, le béton de chanvre est coulé dessus. Les deux matériaux sont reliés par des connecteurs en acier traité. Comme pour la plupart des modules préfabriqués, ils comprennent déjà les ouvertures éventuelles et peuvent être équipés de précadres pour les menuiseries, de réservations pour les réseaux de fluides, etc. L'entreprise, qui a fait une demande d'appréciation technique d'expérimentation (Atex), a déjà réalisé plusieurs chantiers. Ainsi, les 1 200 m² de l'immeuble Laplace à Blois (Loir-et-Cher) ont été réalisés en NéoChanvre. C'est aussi le cas de l'appart-hôtel « Côte Ouest » à Annecy (Haute-Savoie). Le plus haut bâtiment atteint pour l'instant R + 3, mais MNBC prévoit déjà de démarrer un ensemble de logements sociaux de cinq étages courant 2017.

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