Retrouver la connaissance des matériaux de construction traditionnels et locaux

Pourquoi une vieille ferme de campagne est plus agréable l’été qu’un immeuble moderne en ville ? Les matériaux traditionnels et les pierres naturelles offrent aux bâtiments anciens de meilleures propriétés thermiques et hygrométriques. Malheureusement, ils manquent souvent d’une caractérisation technique leur permettant de trouver leur place dans l’industrie du bâtiment. C’est pour corriger cela que le projet européen de développement régional OEHM a été lancé. Il associe IMT Mines Alès, l’université de Montpellier et l’école nationale supérieure d’architecture de Montpellier. Aymeric Girard, chercheur en matériaux à IMT mines Alès, nous présente ce projet et ses enjeux.

Dans le cadre du projet OEHM, vous étudiez des matériaux de construction naturels. Pourquoi ?

Aymeric Girard : Tout matériau de construction demande une caractérisation technique. C’est important, car aujourd’hui un projet de bâtiment est toujours simulé par ordinateur dans un premier temps. Or les matériaux de construction traditionnels, qui ne sont pas produits par l’industrie, manquent de ces caractéristiques techniques. En étudiant les matériaux traditionnels locaux dans le cadre du projet, nous voulons combler cette lacune.

Si les industriels n’utilisent pas ces matériaux, sont-ils intéressés par cette connaissance ?

AG : Oui, car l’un des constats majeurs sur nos bâtiments actuels est qu’ils sont trop isolés de l’intérieur. La raison principale est due au manque de masse thermique des bâtis modernes ; c’est-à-dire d’une masse de matériaux qui joue le rôle de régulateur de chaleur. Dans un nouveau bâtiment réalisé en matériaux de construction classiques, vous avez chaud l’été, et froid l’hiver. Il faut donc de la climatisation et du chauffage. Or c’est un problème bien moins prononcé dans les bâtiments anciens construits avec des matériaux traditionnels. À Séville, qui est l’une des villes les plus chaudes d’Europe en été, les églises et cathédrales anciennes gardent la fraîcheur. Les industriels cherchent aujourd’hui à s’inspirer de ces constructions pour les nouveaux bâtiments.

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Il y a aussi un second intérêt. Le BTP est un secteur qui contribue beaucoup aux émissions de gaz à effet de serre. Cela est en partie dû à l’empreinte du transport de matériaux. Utiliser des pierres locales favorise les circuits courts, ce qui diminue l’impact environnemental.

De quels matériaux parlons-nous ?

AG : Dans le cadre du projet OEHM, nous travaillons avec une fabrique de briques en terre cuite, et quatre carrières de pierre naturelle : une de granit, et trois de pierre calcaire. Certaines de ces pierres sont vraiment locales, puisqu’elles viennent de la région Occitanie où se situe IMT Mines Alès. D’autres sont locales au sens où elles viennent tout de même de France.

Qu’étudiez-vous sur ces pierres et ces briques ?

AG : Nous avons deux analyses principales de ces pierres : une thermique, et une hygrométrique. L’hygrométrie permet d’étudier la capacité du matériau à absorber l’humidité. C’est important car en hiver par exemple, la maison est généralement fermée, vous cuisinez, vous vous douchez, vous transpirez… Tout cela contribue à faire augmenter l’humidité des pièces, ce qui joue sur la qualité de vie. Or, certaines pierres très peu poreuses ne vont pas du tout absorber cette humidité. D’autres très poreuses peuvent mettre jusqu’à quatre mois avant d’être saturées en humidité, et jouent donc un effet tampon très agréable.

Comment obtenez-vous les caractéristiques techniques que vous recherchez ?

AG : Les carrières nous envoient des petits cubes de 5 cm de côté pour analyse. Pour étudier le transfert thermique, nous utilisons la méthode du fil chaud. Cela consiste à prendre deux cubes de la même pierre, et à mettre une sonde de la taille d’un post-it entre les deux. On chauffe d’un côté et nous regardons la rapidité de chauffe de la pierre de l’autre côté. Nous étudions aussi la capacité thermique des pierres, en mettant des échantillons encore plus petits de 5 mm de côté dans un mini-four. Cela nous permet de savoir combien de temps il faut à la pierre pour monter en température et comment elle se comporte.

Pour l’humidité, nous avons une sorte de frigo où nous appliquons une quantité constante d’humidité, puis nous comparons le poids de la pierre sèche et celui de la pierre saturée en haut, et nous en déduisons sa capacité d’absorption de l’humidité. C’est un processus très long qui peut prendre jusqu’à quatre mois.

Avec qui travaillez-vous sur ce projet ?

AG : Du côté industriel, nous travaillons uniquement avec les carriers pour l’instant. Les caractéristiques techniques que nous produisons les intéressent pour fournir des données sur les matériaux à leurs partenaires et clients. C’est une connaissance importante, comme lorsque vous achetez de la laine de verre pour des travaux chez vous, où vous voulez comparer les propositions pour savoir quoi acheter. Du côté recherche, le projet s’ancre dans une longue collaboration entre IMT Mines Alès, l’université de Montpellier, et l’école nationale supérieur d’architecture de Montpellier.

Au-delà des caractéristiques techniques, qu’est-ce que le projet produira ?

AG : Nous comptons développer notre propre logiciel de simulation de matériaux grâce aux données que nous allons récupérer. Et nous allons également faire des tests sur site réel en collaboration avec l’école nationale d’architecture de Montpellier. Ils disposent en effet d’une reproduction de maison sur laquelle il est possible de faire des adaptations pour tester des matériaux. Ce sera l’occasion de mettre nos résultats à l’épreuve, et de partager avec des architectes sur les possibilités offertes par des matériaux naturels adaptés au climat méditerranéen.