CEB Press Intro/fr

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• Article Title: CEB Press Intro/fr

Introduction

Cette page constitue une introduction au développement coopératif du Liberator, une presse haute performance pour briques de terre compressée (ou blocs de terre comprimée, abréviation : BTC ; en anglais : CEB). Notre but est de fournir une presse bon marché, écologique et ergonomique. Le procédé de fabrication et les plans finaux seront open source, c'est-à-dire qu'ils feront partie du domaine public en libre accès pour tous. La fabrication de la presse repose sur le volontariat. Le financement des pièces, du travail, des tests et du développement est assuré par des dons (constructeurs, futurs acquéreurs et producteurs de presses à BTC, personnes impliquées dans des projets d'habitat communautaire, sympathisants). En même temps, nous sommes en train de constituer une entreprise open source basée sur les principes de la "néocommercialisation". Si vous souhaitez vous aussi contribuer au développement du projet d'une manière ou d'une autre, n'hésitez pas à nous contacter.

Vous trouverez donc sur cette page, entre autres ressources, une introduction à la BTC et un aperçu de nos travaux sur le Liberator avec calendrier et budget prévisionnel. N'hésitez pas non plus à consulter notre blog où nous publions régulièrement des mises à jour: suivez ce lien pour accéder directement aux articles du blog sur la presse à BTC.

Cycle de développement produit OSE - Aperçu de la BTC

Le meilleur moyen pour obtenir un produit à bas coût, c'est d'utiliser des méthodes de développement open source avec un financement participatif. Le financement fonctionne de la manière suivante : un grand nombre de personnes sont invitées à faire de petits dons dans un panier virtuel Paypal (actuellement développé par notre collègue Sam Rose). Dès que le montant des dons atteint une somme convenue à l'avance, le projet avance d'un pas. Si la somme en question n'est pas atteinte, aucun des dons Paypal n'est finalement prélevé.

Le projet Liberator devrait séduire les personnes souhaitant:

1. Acquérir une presse à BTC pour un coût déterminé à l'avance de 3000 à 5000 $ (fonction des capacités de production), pour une machine capable de produire de 3 à 5 briques par minute : entrepreneurs en bâtiment, autoconstructeurs, entreprises de fabrication de briques, éco-constructeurs, porteurs de projets d'habitat groupé (écovillages, coopératives d'habitants etc.) ;
2. Fabriquer une presse à BTC: bricoleurs ; individus, associations ou entreprises disposant d'un budget limité ;
3. Démarrer une entreprise de production de presses à BTC (une production décentralisée permet de réduire les frais de transport et de gagner en autonomie) ;
4. Promouvoir l'écologie open source : développement de technologies appropriées, modes de vies justes et durables, productions locales.

Penchons-nous maintenant sur la mise en œuvre concrète de la presse à BTC, depuis les concepts généraux (2.2 : écobilan) jusqu'à la mise sur le marché en passant par la conception (2.4), le prototypage et les infrastructures de production.

Voici notre planning pour 2008:

En haut du diagramme, les cycles de développement. En vert et en rouge, les cycles de financement et les cycles de produits ("livrables"). Pour chaque cycle de développement, nous suivons une procédure en 10 étapes détaillée en bas du diagramme.

Le processus de développement alterne entre deux prototypes de la machine à BTC et deux prototypes d'XYZ, une table d'oxycoupage pilotée par ordinateur (version professionnelle et version open source). La table d'oxycoupage sera utilisée pour automatiser la fabrication de la machine à BTC, ce qui permettra de réduire le temps de fabrication de 20 heures environ et donc de réduire le coût du produit fini.

Le calendrier prévoit également des procédures de test : qualité des briques, durabilité et ergonomie de la presse.

Enfin, il est prévu la création d'une unité de production de machines à BTC et la rédaction du plan d'affaires "open source" correspondant pour permettre sa reproduction dans d'autres régions du monde.

Étape 1. Équipe de base

Développement technique : Factor e Team

Développement de l'"entreprise sociale" : Sam Rose

Nous recherchons des évaluateurs, des "développeurs stratégiques" ainsi qu'une équipe de leveurs de fonds.

Étape 2. Analyse/bilan écologique

Dernière mise à jour le 27 janvier 2008.

Tout d'abord une question de fond : la presse à BTC vaut-elle le coût d'être développée ? Wikipedia nous donne un aperçu "neutre" de la méthode de construction à base de BTC. Quant à nous, nous pensons qu'aucune méthode de construction ne peut rivaliser avec la BTC si l'on prend en compte tous les paramètres, et cela particulièrement aux États-Unis.

Voyons quelles sont les méthodes classiques de construction en Amérique du Nord. On a le choix entre le bois (ossature plate-forme, colombages, ossature poteaux-poutres), la maçonnerie (briques, blocs de béton, pierre, BTC (et oui, la BTC entre dans cette catégorie !)), les mélanges à base de terre (adobe, pisé, blocs de terre stabilisés, bauge, sacs de terre) et d'autres solutions naturelles comme la botte de paille, le bois cordé, le liant papier (papercrete), les matériaux de récupération etc.

Impacts sur l'économie locale

La BTC dispose d'un triple potentiel pour stimuler l'économie locale : en tant que matériau de construction ; par la création de briqueteries ; par la fabrication de presses.

Notre expérience personnelle avec les sacs de terre et le bois cordé nous a montré que les méthodes de construction naturelles peuvent certes être bon marché, mais qu'elles prennent beaucoup de temps. Nous avons ainsi dépensé 400$ mais surtout 400 hommes*heures pour la construction des murs et du toit d'une pièce d'environ 200 pieds carré (20 mètres carré). Dans le commerce, un bel abri préfabriqué de 200 pieds carré coûte 4400$. Le salaire minimum dans le Missouri est de 6,50$ de l'heure, mais si nous payons les ouvriers plutôt 10$ de l'heure, nous arrivons au même coût avec l'autoconstruction. Une autre entreprise vend d'ailleurs le même genre d'abris à 4009$ et j'ai trouvé un abri en aluminium vieux de 2 ans sur Craigslist pour 1500$ (prix neuf: 2500$).

La brique de terre compressée ouvre la voie à une méthode de construction à la fois naturelle et efficace. Qu'est-ce qui la différencie d'autres matériaux naturels ? Son uniformité. Comme le mentionne Wayne Nelson d'Habitat pour l'humanité dans son analyse sur la BTC : "L'utilisation d'éléments de construction de taille uniforme génère moins de déchets, permet une construction plus rapide et autorise l'insertion d'autres éléments préfabriqués ou modulaires." La grande uniformité de la BTC lui donne donc un avantage compétitif sur d'autres méthodes de construction et lui permet d'influencer favorablement l'économie locale en tant qu'élément de construction.

Deuxièmement, la BTC permet de stimuler l'économie locale par la création de briqueteries. On peut fabriquer des briques de manière compétitive à l'échelle locale. Dans Blocs de terre comprimée. Volume 1 : Manuel de production édité par CRATerre, Vincent Rigassi considère le bloc de terre comprimée comme "l'un des rares matériaux modernes dont la flexibilité de production permet son insertion dans les tous les secteurs d'activités à la fois formels et informels, du petit artisanat jusqu'à la grande industrie" (p 5).

Troisièmement, la BTC peut s'inscrire dans l'économie locale à travers la fabrication de presses. Le Liberator est conçu pour pouvoir être construit à l'aide d'outils simples et à partir de pièces standards. Les soudures sont réduites au minimum, l'assemblage du châssis se faisant par boulons. Aucun outil spécialisé, aucun niveau de compétence avancé n'étant requis, un atelier d'usinage local ou un entrepreneur un peu audacieux peuvent très bien se lancer dans sa production, contribuant ainsi à l'emploi et à l'économie locaux.

Qualités écologiques

La BTC est l'exemple même d'une production "locale". Le sous-sol argilo-sableux requis est disponible presque partout. Le mortier est constitué de ce même mélange, avec addition d'eau. La couche superficielle du sol riche en humus peut être conservée pour l'agriculture et le déblais résultant de l'extraction de l'argile peut ensuite être aménagé en cave, en cellier, en étang ou bien être remblayé pour s'harmoniser avec le paysage. Si jamais il n'y a pas suffisamment de terre sur place ou si celle-ci n'est pas adaptée, on pourra en général se fournir à proximité. Distance parcourue: proche de zéro.

Comparons ceci avec la maison à ossature bois. D'après Gate-to-Gate Life-Cycle Inventory of Softwood Lumber Production de Michael R. Milota, Cynthia D. West et Ian D. Hartley, le bois d'œuvre parcourt en moyenne déjà 65 miles (105 km) jusqu'à l'usine de transformation. À ce niveau, bien souvent, il se voit adjoint des traitements ou matériaux artificiels comme des parements vinyl ou des isolants qui ont leurs propres conséquences écologiques négatives.

Pour les autres méthodes de construction, les résultats sont variables et dépendent notamment de la disponibilité locale des matériaux.

Certes la BTC n'est pas parfaite. La presse ainsi que d'autres équipements comme le motoculteur et le tracteur ne sont pas composés de matériaux locaux. Mais presque toutes les méthodes de construction reposent, à un moment ou à un autre, sur l'emploi d'un équipement lourd. À cet égard, la presse à BTC peut être au moins assemblée localement. Autre limitation: le Liberator n'est pas prévu pour fabriquer des tuiles ou bardeaux de toiture, même si on peut en concevoir en terre compressée. La question du toit et de ses qualités écologiques demeure donc.

Durabilité

A. Résistance à l'effort

La résistance des BTC dépend du mode de fabrication (notamment automatique ou manuel) et de la qualité du sol (un mauvais mélange donne une brique plus fragile). D'après Wikipedia, la résistance à la compression des BTC peut atteindre 2000 psi (13 MPa). Des valeurs de 1200 à 1400 psi (8 à 9 MPa) sont courantes. Nous n'avons toutefois pas encore testé la résistance des briques réalisées avec le Liberator.

La résistance à la compression des BTC peut sembler impressionnante. Néanmoins et selon Fred Webster, ingénieur-docteur en sismologie ("Some Thoughts on 'Adobe Codes'), ce critère n'est ni le seul ni même le plus important pour déterminer la capacité des BTC à supporter les charges. "Dans la réalité, la résistance élevée à la compression n'est pas et ne devrait pas être la préoccupation principale en ce qui concerne la qualité des BTC. Passer d'une résistance à la compression de 300 psi à 1000 psi n'apporte rien à la performance d'un bâtiment soumis à une charge normale ni même à une charge sismique exceptionnelle. Il n'est pas nécessaire d'atteindre les performances du béton pour bien résister en cas de secousses sismiques violentes." Pour Webster, la qualité du sol est plus importante que la résistance à la compression pour juger de la durabilité globale d'une brique. "L'industrie de la BTC devrait tester et développer rapidement des standards pour la sélection des sols. À l'heure actuelle, le meilleur travail de recherche et les meilleurs standards sont ceux du réseau BASIN mis en place entre l'Allemagne, l'Angleterre, la Suisse et la France".

B. Tenue à l'eau

Même si les briques de bonne qualité présentent une certaine tenue à l'eau, elles ne sont pas totalement résistantes à l'eau si bien que les constructeurs professionnels comme Midwest Earth Builders recouvrent les murs extérieurs d'un stuc ou autre enduit. Pour la protection contre les intempéries, on peut aussi jouer sur l'architecture en prévoyant par exemple de grands surplombs.

C. Résistance au feu

Analyse économique : la presse, coût de fabrication initial, coût d'entretien

A. La presse

Le Liberator est une presse hydraulique capable de produire 3 à 5 briques par minute. Elle requiert une source d'énergie externe. Voir pour plus de détails la section "Spécifications" plus bas.

Il existe deux machines comparables sur le marché aujourd'hui : la machine de Powell and Sons qui produit 2-3 briques par minute et coûte environ 10000 dollars et la machine d'AECT qui produit 3-5 briques par minute et coûte 25000 dollars. Il existe par ailleurs de nombreuses machines à plus faible débit dans toutes les gammes de prix.

Les deux machines citées ci-dessus ont chacune leurs particularités et avantages. Elles incluent leur propre motorisation. Nous pensons pour notre part qu'une motorisation interne est superflue car la plupart des utilisateurs d'une presse à haut rendement de ce type ont également accès à un tracteur ou une autre source de force hydraulique. Les autres utilisateurs peuvent toujours investir dans un moteur séparé. Nous pensons qu'autant que faire se peut, un même moteur devrait pouvoir alimenter de nombreuses machines différentes. C'est autant d'équipements et de pièces en moins à entretenir.

Les pièces détachées pour le Liberator, comme détaillées ci-dessous, coûtent environ 1000 dollars. La machine finie devrait coûter entre 3000 et 5000 dollars en fonction des capacités de production.

À cela s'ajoutent divers coûts annexes, comme le coût du tracteur avec son chargeur et le rototiller pour préparer le sol. Les autres équipements nécessaires et leurs coûts respectifs sont évalués en détail dans le manuel de production du réseau BASIN.

B. Coût de construction

Si l'on en croit le fabricant de presse à BTC AECT : "la méthode de construction en BTC au moyen d'une presse AECT revient entre 25% et 40% moins cher que la méthode de construction la plus proche en terme de qualité, durabilité et efficacité énergétique. On peut trouver des techniques de constructions moins chères, mais la maison ou le bâtiment résultant sera moins solide, moins bien isolé sur les plans thermiques et acoustiques, et donc moins intéressant pour ses occupants."

Toutefois, sur le plan purement économique, les méthodes de construction naturelles ne permettent pas d'économiser beaucoup par rapport aux méthodes conventionnelles. La plupart des méthodes naturelles ne s'appliquent qu'aux murs, les toits et fondations restant conventionnels.

D'après l'expérience de Midwest Earth Builders (MEB) : "La BTC n'étant utilisée que pour les murs, le coût du reste de la construction, qui peut représenter 80-90% du coût total de la maison, sera le même que pour une construction conventionnelle. Par exemple, le coût du toit, des fenêtres, des placards etc. sera le même pour une maison en BTC que pour une maison à ossature bois.

Les murs représentent habituellement 10-20% du coût total d'une maison. Un mur en BTC coûte en moyenne 15% de plus qu'un mur conventionnel. Donc pour une maison à 100000$ dont 15000$ de murs en conventionnel, la construction en BTC occasionnera un surcoût de 15% * 15000$ soit 2250$.

Le constat est le même pour la construction en bottes de paille, d'après Green Home Building : "monter des murs en bottes de paille peut aller très vite et ne requiert pas de grandes compétences, mais pour le reste du bâtiment, la problématique est la même que pour n'importe quelle maison à ossature bois. En fait, une maison "botte de paille" ne permet d'économiser que 15% de bois par rapport à une maison à ossature bois classique. Plus encore, le coût final d'une maison "botte de paille" est souvent supérieur à celui d'une construction classique si l'on tient compte du travail spécialisé nécessaire à l'enduisage des deux faces des murs. Le gain obtenu en terme d'isolation grâce à l'épaisseur des murs peut néanmoins justifier ce surcoût."

Beaucoup prétendent que les qualités uniques des maisons naturelles (notamment thermiques) font plus que compenser la différence de coût initiale. C'est peut-être vrai pour quelqu'un qui peut se payer le surcoût initial. Mais qu'en est-il pour le commun des mortels ? La BTC est-elle une technique accessible à l'américain moyen ? Aux habitants des villes ou campagnes des pays en voie de développement ?

Le fait qu'Habitat for Humanity ainsi que d'autres ONG (cf. réseau BASIN) utilisent la BTC pour la construction de maisons dans les pays en voie de développement devrait nous conduire à une réponse affirmative. De même qu'on peut réaliser des maisons à ossature bois bon marché (ex: habitat mobile), on peut aussi réaliser des maisons en BTC bon marché. La différence, c'est que la qualité des maisons en BTC bon marché sera bien meilleure que celle d'un habitat mobile.

D'autres points à considérer :

1. Le technique de la BTC est-elle facile à apprendre pour un travailleur non qualifié ou bien faut-il faire appel à des professionnels ? On a vu plus haut, en ce qui concerne la construction en bottes de paille, qu'il valait mieux laisser l'enduisage des murs à un professionnel. La BTC quant à elle ne demande pas de compétences particulières et est donc parfaitement adaptée à l'autoconstruction. En maçonnerie classique, les joints entre les rangées de briques doivent être épais (1/4 - 1/2 pouces) et seul un professionnel qualifié est capable de les réaliser correctement. Les murs en BTC eux n'ont pas besoin de joints épais entre rangées. Un amateur peut tout à fait les réaliser. D'après MEB, "le coût d'un bloc BTC est en moyenne de 1,10$. Il faut environ 5500 blocs pour une maison de 1000 pieds carré, d'où un coût total en blocs de 6050$". Nous avons quant à nous travaillé avec des clients qui fournissaient leur propre main d'œuvre et leur tracteur pour le chargement, ce qui permettaient de réduire le coût du bloc à 0,50-0,60$.
2. Peut-on économiser sur d'autres parties de la construction ? On peut utiliser la technique BTC pour réaliser des bardeaux de toiture, à l'aide d'un moule à tuile (cf. BASIN). [...]

C. Coût d'entretien

Le Liberator est conçu avec le souci d'une maintenance réduite. Nous n'avons pas encore réalisé de tests de fiabilité sur le long terme, mais nous pouvons déjà dire que la principale pièce d'usure est la feuille de caoutchouc de chez McMaster-Carr. La presse est conçue pour pouvoir être démontée facilement (Designed for Disassembly) : si des réparations sont nécessaires, leur coût devrait être minimal.

Concernant le bâtiment lui-même, il peut avoir besoin d'un rafraîchissement de son enduit de finition, de même qu'une maison ordinaire a besoin de temps en temps d'une nouvelle couche de peinture. [...] De plus amples recherches sur le coût d'entretien d'un bâtiment en BTC seraient nécessaires.

Ergonomie du bâti

Avec un débit de 3-5 briques/min et des briques de 6x12x4 pouces (15x30x10cm), on obtient assez de briques en une journée pour construire un bâtiment rond de 27 m² de surface et 1,80 m de hauteur.

La simplicité de l'ensemble du processus dépendra de :

1. L'installation : l'espace de travail est-il bien organisé ?
2. L'équipement : tracteur, chargeur, rototiller, mélangeur, etc. simplifient et accélèrent le travail, si on exclut les pannes. En l'absence de certains outils, il faudra davantage de travail manuel ce qui peut ou non convenir à la situation.
3. La qualité du sol : si les ingrédients à mélanger sont friables et à un bon niveau d'humidité, le processus en sera simplifié et accéléré.

Les blocs de haute qualité obtenus sans stabilisant peuvent être posés directement. Pour les blocs plus fragiles ou les blocs stabilisés, il faut prévoir un temps de repos variable avant utilisation.

Plus les blocs sont grands, plus le mur se monte vite. En même temps, plus les blocs sont grands et plus ils pèsent lourd ! Les blocs formés par le Liberator ont un poids moyen de 25 livres (11 kg).

Même avec des ouvriers non qualifiés, la construction en BTC peut être assez rapide. MEB explique : "Nul besoin d'être un maçon expérimenté pour construire en BTC. Les propriétaires, locataires ou constructeurs professionnels peuvent apprendre rapidement à monter un mur en BTC et ainsi commencer la construction immédiatement. Les murs se montent vite car il n'y a besoin que d'une fine couche de mortier/liant entre les blocs et on n'a pas besoin d'attendre que le mortier "prenne" comme dans la maçonnerie traditionnelle."

Notre expérience du bois cordé et des sacs de terre est bien différente. Même si ces techniques naturelles peuvent également s'apprendre rapidement, la construction ne nous apparaît pas aussi facile et rapide qu'avec la BTC. La construction en sacs de terre nécessite le remplissage, l'empilage et le bourrage des sacs. Quand le mur commence à monter, il faut aussi monter les sacs en conséquence. Du fil de fer barbelé doit être tendu entre les étages de sacs. Le processus n'est pas facilement mécanisable. Il faut ensuite plâtrer les murs. Quant au bois cordé, nous ne l'avons pas trouvé facile à employer non plus. Il faut couper le bois, l'empiler, le réempiler et l'empiler à nouveau... Nous avons été surpris de la quantité de bois nécessaire à la construction d'une simple extension. Enfin, tant le bois cordé que les sacs de terre ont l'inconvénient d'être de forme irrégulière.

Propriétés thermiques

Avez-vous déjà entendu parler d'"inertie thermique" ? La BTC illustre bien cette propriété car aussi bien la chaleur que la fraîcheur sont stockés dans les murs et progressivement libérés dans l'air ambiant. En été il fait plus frais (une propriété obtenue également avec la technique des sacs de terre) et en hiver il fait plus chaud. Mais inertie thermique ne veut pas dire isolation. L'hiver, la chaleur du poêle se retrouve stockée provisoirement dans les murs, mais elle finit par rediffusée vers l'extérieur. On peut résoudre ce problème en optant pour une double rangée de briques avec un isolant entre les deux. Cette solution est bien adaptée aux climats froids. Pour les climats chauds, elle n'est pas nécessaire. L'isolant peut être classique — polystyrène expansé par exemple — ou non classique — mélange chaux/sciure de bois, perlite... —. D'autres matériaux peuvent être expérimentés.

Esthétique

Gallerie photo MEB CebTex CebTex2 Images de l'extérieur AECT Images de l'intérieur AECT Photos de la construction du Midland Project par Earthblock Texas Homes

La principale méthode de construction en Amérique du nord est l'ossature bois. C'est une méthode de construction rapide mais fragile, qui rapporte beaucoup aux constructeurs et peu aux propriétaires si l'on tient compte du cycle de vie du bâtiment (voir à ce sujet les Greenforms du CMPBS). L'achat de bois d'œuvre fait sortir de l'argent de l'économie locale, sans parler de la déforestation et de la monoculture. Nous souhaitons participer à l'amélioration des pratiques de construction au delà de la méthode ossature bois. Nous croyons, au vu de toutes ces considérations, que la BTC est la seule méthode à avoir une chance de remplacer la méthode ossature bois, ce à quoi notre machine, vendue entre 3000 et 5000 dollars et conçue pour être répliquée facilement, devrait largement contribuer. La construction en BTC a le potentiel pour être généralisée.

Nous entendons régulièrement la même critique : la construction en BTC ne conviendrait qu'aux riches qui peuvent se la payer ou aux chômeurs qui ont le temps de la réaliser par eux-mêmes. [...] Cela ne correspond pas à notre expérience. Nous pensons que les pauvres n'ont en général pas accès à une machine performante et que les riches paient cher pour les finitions, quel que soit le temps passé à la construction. C'est là qu'une machine à haute performance et bon marché comme le Liberator peut changer la donne.

D'après notre expérience, il faut compter 30$ par pied carré (300$/m²) pour une maison en bois cordé, et à peu près la même chose pour une maison en sacs de terre, avec une main d'œuvre payée 10$ de l'heure. Avec la BTC, la construction devrait être au moins 5 fois plus rapide, ce qui donnerait un coût de 5$ par pied carré (50$/m²). Ce qui serait vraiment donné pour une maison de grande qualité. Nous verrons si les données du terrain confirment ou infirment nos hypothèses dans le cadre de notre programme de construction débutant en avril.

En conclusion, nous pensons que toute personne souhaitant construire une nouvelle maison ou réaliser une extension devrait examiner sérieusement la presse à BTC pour ses qualités écologiques et économiques, sa durabilité, sa réplicabilité et ses vertus locales. Même si d'autres techniques de construction peuvent se révéler plus intéressantes dans l'un de ces domaines, la BTC est la seule à bien se positionner dans tous ceux-ci.

Étape 3. Définition du produit

Produit fini (livrable)

Voici les spécifications du Liberator, la machine à BTC d'Open Source Ecology (OSE). Les spécifications quant à la durée de vie seront vérifiées sur le terrain.

1. Débit en briques par minute: 3-5
2. Taille des briques: 12x6x6 pouces (30.5x15.3x10.2cm)
3. Nombre d'opérateurs sur une machine: 1-2
4. Motorisation: système hydraulique d'un tracteur ou toute autre source d'énergie hydraulique avec un débit de 6 gallon par minute (23 litres par minute)
5. Support: attelage 3 points d'un tracteur ou pied séparé
6. Pression hydraulique: 2000 psi (138 bar)
7. Vérin hydraulique: diamètre: 5 pouces (12,7 cm); surface: 19,6 pouces carré (126 cm²); course de la tige: 2,5 pouces (6,35 cm)
8. Pression du cylindre de pression: force équivalente à 39,250 livres (~18 tonnes)
9. Contrôles: distributeur hydraulique manuel à 2 bobines (?); version automatique en projet
10. Résistance à la compression des briques: à mesurer
11. Structure en acier laminé à froid
12. Conçu pour pouvoir être démonté: assemblage par boulons du châssis, de la chambre de compression, de la table, de l'attelage et du pied; plateau et trémie soudés; vérins démontables par goupilles
13. Pièces d'usure: plaques de nylon de type 6/6, épaisseur 1/8" pour la chambre de compression et le plateau, chacune tenue par deux boulons
14. Durée de vie de la machine (objectif): 1 million de briques avant réparations; le revêtement nylon peut être remplacé toutes les 100000 briques
15. Coût du matériel: 1000-1350$
16. Durée de fabrication (production optimisée): 3-5 jours, dont 20 heures de fabrication directe
17. Outillage nécessaire pour fabrication manuelle: perceuse à colonne, poste à souder, chalumeau acétylène
18. Outillage pour une fabrication optimisée: table d'oxycoupage XYZ, poster à souder MIG, palan
19. Coût total de la machine: 3000-5000$

Voici les évolutions possibles du Liberator au-delà du présent cycle de financement:

1. Automatisation complète de la presse avec remplacement des commandes manuelles par des valves automatiques et un circuit de contrôle. Dans cette configuration, il ne reste qu'à mettre la machine en route, charger la terre et décharger les briques. Le surcoût pour cette configuration serait de 500$ environ;
2. Machine plus puissante. On peut augmenter le débit de deux manières:
   1. En doublant la machine, avec deux chambres de compression travaillant en parallèle;
   2. En la redessinant complètement pour permettre une circulation plus rapide à travers les différents étapes

L'automatisation complète de la machine est une évolution claire et souhaitable, elle libère une personne qui peut alors charger la machine, la décharger ou bien commencer à construire les murs. Les autres évolutions proposées, comme la version "double" ou la version plus rapide, demandent à être évaluées à partir de l'expérience que Factor e Team et ses collaborateurs acquerront sur le terrain.

Au regard des prévisions de coût, nous tenons à insister sur la nature de notre démarche: open source, légère, efficace, optimale. Elle est financée par des contributions volontaires d'où un coût de développement égal à zéro. Nos frais généraux sont réduits au minimum: 107$ par personne et par mois, grâce au fait que nous avons obtenu le terrain et les installations en jouissance gratuite à vie. Nous travaillons avec un processus rigoureux pour obtenir un produit de qualité. Nous visons à créer un nouveau modèle de développement de produits, un modèle totalement transparent pour que vous puissiez voir à quoi est employé votre argent. Et nous rendons notre plan d'affaires ("business model") accessible pour permettre à d'autres de le reproduire. Sans conditions. Vous pouvez voir ici les détails de notre plan sur 3 ans.

Notre politique de prix est destinée à couvrir les coûts du travail et de la fabrication et à obtenir une plus-value grâce à l'optimisation de la fabrication. Les deux parties y gagnent: nous sommes en mesure de financer les développements futurs, et vous obtenez un produit à bas coût. Nous pouvons nous arranger financièrement avec les collaborateurs ou autres personnes qui s'intéressent au projet en vue du bien commun. Nous ne voulons pas que le prix soit un obstacle pour l'accès aux technologies libératrices.

Budget

Nomenclature (Liste de pièces)

Nous présentons ici une analyse économique de la machine à BTC prenant en compte les différents coûts.

Voici la nomenclature de fabrication du prototype BTC:

Réferences:

1. http://surpluscenter.com/item.asp?UID=2008010512293756&item=9-1143-08&catname=hydraulic
2. Matériel de déstockage.
3. http://surpluscenter.com/item.asp?UID=2008010512293756&item=9-7156&catname=hydraulic
4. http://surpluscenter.com/item.asp?UID=2008010512293756&item=9-6702&catname=hydraulic pour 156$
5. Matériel de déstockage.
6. Références # 905-12120 et 905-1236 chez http://surpluscenter.com/
7. Référence 8609K13 chez http://www.mcmaster.com/

Le vérin principal et le distributeur hydraulique que nous avons utilisés provenaient d'un déstockage. Dans la réalité, le prix du vérin peut augmenter de 250$ et celui du distributeur de 100$, pour un total d'environ 1350$ avec uniquement des pièces disponibles immédiatement. Il a fallu environ 140 heures de travail pour construire le premier prototype. Pour le second prototype, l'estimation est de 40 heures de travail. En régime de production, on devrait passer à 20 heures par machine en utilisant une table d'oxycoupage XYZ.

Atelier de fabrication

Voici les investissements nécessaires pour pouvoir réaliser la fabrication. La colonne "Coût" (anglais: "Cost") indique la structure de coûts dans le cas d'un processus de développement classique, "propriétaire", avec des matériaux et outils tous achetés en magasin. Ce coût est une estimation basse, les coûts de propriété intellectuelle sont probablement supérieurs aux 10000$ spécifiés. L'autre structure de coûts baptisée l'"Coût open source" (anglais: "Open Source Cost"), repose sur le savoir faire open source et une installation "de terrain". Cette option implique que certains équipements peuvent être conçus à partir d'éléments déjà disponibles sur place dès lors qu'un plan de conception et une nomenclature clairs sont établis.

Réferences: 9. http://www.torchmate.com ;
10. Ordinateur de contrôle non inclus;
11. Torchmate 3;
12. http://bluumax.com/ ;
13. http://www.harborfreight.com/cpi/ctaf/displayitem.taf?Itemnumber=43550 ;
14. http://www.northerntool.com/webapp/wcs/stores/servlet/product_6970_200306001_200306001 ;
15. http://www.northerntool.com/webapp/wcs/stores/servlet/product_6970_18544_18544 ;
16. Coût du terrain non inclus;
17. Hangar préfabriqué le moins cher: http://www.diypolebarns.com/kits/ ; plus cher: http://www.shelter-kit.com/kits.php?kit=barns ;
18. Construction en BTC, terre obtenue localement, bois pris sur le site. Ne restent à charge que les portes, fenêtres, fondations et fournitures électriques;
19. Estimation délicate, basée sur 200 heures de travail de développement à 50$ de l'heure pour la production et le test de 2 prototypes avant le lancement effectif de la production.

Les facteurs d'économies les plus importants dans la démarche open source tiennent à la disponibilité de :

1. Une table XYZ à moindre coût
2. Un atelier à moindre coût
3. L'absence de frais de propriété intellectuelle

Au total, la réalisation d'un atelier de fabrication ne coûte que 3700$ pour peu que l'on dispose du foncier, qu'on ait accès à un tracteur ou un chargeur pour la manutention et qu'on utilise des matériaux de construction présents sur le site (BTC et bois).

Il faut certes compter avec un surcroît de main d'œuvre si l'on fabrique soi-même la table XYZ, mais la différence n'est pas très importante dès lors qu'on a accès à une nomenclature et un plan de fabrication transparents. De même pour l'ensemble de la construction de l'atelier.

La table XY est une solution coûteuse si on doit l'acheter telle quelle. Il faut compter 8000$ pour une table de 4x8 pieds (120x240 cm) neuve de qualité professionnelle livrée en kit. Mais si on décide de la faire soi-même à partir des méthodes de développement open source, on peut s'en sortir à un prix ridiculement bas. On peut par exemple construire une mini fraiseuse à commande numérique (CNC) pour moins de 200$. L'électronique nécessaire à la conception d'une table XY à commande numérique (CNC) ne coûte pas cher. Il faut compter 45$ pour l'achat de 3 moteurs pas-à-pas, du contrôleur et de l'alimentation (cf. http://bluumax.com ). Ce qui coûte le plus cher, ce sont probablement les rails. Le reste de la structure peut être fabriquée par la méthode xyz avec assemblage par boulons. La table à commande numérique CNC devrait coûter moins de 500$ plus 400$ environ pour la structure en acier. Ce qui la rend 10 fois moins chère que la concurrence.

Nous allons profiter de l'année 2008 pour documenter à fond la structure de coûts pour la conception d'un atelier de production de presses à BTC. Nous allons construire nous-mêmes un tel atelier à Factor e Farm. Une partie du développement consistera à déployer une table XYZ open source pour moins de 900$ (coût des pièces). [...] Le but est d'avoir un atelier capable de produire une machine à BTC en 3 jours avec un opérateur à plein temps.

Nous allons mettre en place un site web d'entreprise sociale pour lever des fonds (3700-5000$) en vue du déploiement de la fabrication de machines à BTC. Ce site devra motiver un maximum d'acteurs pour assurer le financement minimal de l'installation. Les acteurs ciblés sont les autoconstructeurs ayant le souci de l'écologie, les associations de construction comme Habitat pour l'humanité (Habitat for Humanity), les associations de secouristes, les promoteurs et toutes sortes d'autres personnes. Merci de nous aider à amener un maximum d'acteurs sur le site réservé au financement du projet.

Pour résumer, il s'agit là de notre première expérience de co-financement pour une vraie petite unité de production. Les fonds reçus pour le déploiement seront utilisés pour construire l'atelier, acheter certains outils, et réaliser une version open source de la table XYZ. Sur la base de nos réseaux déjà existants, nous prévoyons de consacrer quelques 3000$ pour la conception, la construction et le déploiement de la table XYZ. Avec l'espace mis à notre disposition par Factor e Farm, l'opérateur déjà recruté et les matériaux disponibles sur le site, nous avons les ingrédients qui devraient nous permettre de réussir et donc d'attirer les financements. Les coûts et risques sont répartis et nos faibles frais généraux rendent le projet pas cher au regard de l'importance du produit fini auquel nous devrions aboutir. C'est pour nous une affaire urgente que d'arriver à créer cette petite unité de production capable de sortir une machine à BTC en 3 à 5 jours, histoire de prouver qu'un nouveau modèle de production de grande qualité est possible entre pairs.

Équipement lourd

Le solde du budget de développement de la machine à BTC open source est destiné à la manutention et aux tests (?): un tracteur avec chargeur frontal et rototiller. Le tracteur est nécessaire pour préparer le sol — creuser et labourer — pour pouvoir ensuite alimenter en terre la machine à BTC. Le tracteur est également utilisé pour motoriser la machine elle-même ainsi que pour manipuler l'acier brut dont elle est composée. Nous nous en servons aussi actuellement pour produire 20kW d'électricité au moyen d'un générateur branché sur la prise de force, ce qui nous permet d'alimenter le poste à souder et d'autres équipements électriques. Nous souhaitons néanmoins remplacer ce système par une source d'énergie renouvelable dès que possible. Nous utilisons dores et déjà un onduleur de 3kW branché sur un groupe de batteries pour alimenter de plus petits appareils électriques. Voici la synthèse des coûts pour les équipements lourds:

Notes: 1. Nous prenons comme référence un Allis Chalmers D17 Series IV Diesel, tracteur polyvalent, robuste, disposant d'une bonne hydraulique.

Planning

Le but est de produire une presse hydraulique à BTC à contrôle manuel pour la commercialisation en octobre 2008, suivie d'une version complètement automatisée en novembre. En décembre, nous devrions pouvoir lancer un programme de formation pour les futurs constructeurs de la presse à BTC.

Compte tenu des éléments de budget développés plus haut, voici les cycles de financement prévus pour ce projet. L'échéance pour la mis en production est fixée au 1er novembre 2008, date à laquelle nous commencerons à prendre les commandes.

Le tableau ci-dessus présente les coûts de déploiement, incluant à chaque étape 7% de frais de gestion pour la collecte des fonds.

Détaillons maintenant chaque cycle. Le premier cycle de financement débute au 1er février et dure 4 semaines. Nous comptons obtenir les fonds nécessaires à ce cycle grâce à une opération concertée de collecte de fonds de 2 semaines, menée par une équipe dédiée ("l'équipe des leveurs de fonds bénévoles"). [...]

Cycle 1: 1er-28 février - Objectif de collecte : 5190$ - Table XYZ et 2nd prototype

1. Recrutement de l'équipe principale
2. Recrutement des analystes/vérificateurs
3. Documentation complète de la conception à ce jour et des premiers travaux de fabrication
4. Diffusion des travaux pour vérification
5. Conception de la table XYZ au 1er février
6. Vérification de la conception de la table XYZ au 7 février
7. Appel d'offres pour les composants de la table au 14 février
8. Fabrication de la table XYZ au 8 mars
9. Achat d'un poste à souder MIG au 8 mars
10. Fabrication du 2e prototype au 31 mars

Cycle 2: 1er-31 mars - Objectif de collecte : 5350$ - Bâtiment témoin

1. Achat d'un tracteur avec chargeur frontal au 7 avril (?)
2. Construction du premier bâtiment témoin à l'aide des deux prototypes de presse à BTC. La construction se poursuivra sur un mois afin de documenter l'expérience (aspects pratiques et économiques) et de vérifier la performance sur le terrain des deux prototypes.

Cycle 3: 1er-30 avril - Objectif de collecte : 2675$ - Atelier de fabrication

NB : ce cycle comprend les fondations, les portes, les branchements eau et électricité ainsi qu'une alimentation électrique par batteries.

1. Achat d'un groupe de batteries
2. Construction de l'atelier de fabrication de presses à BTC

Cycle 4: 1er-30 mai - Objectif de collecte : 3210$ - Optimisation de la production => réplicabilité

1. Optimisation de l'atelier de production
2. Publication de plans permettant la réplicabilité de la table XYZ
3. Construction du second prototype de table XYZ pour prouver sa faisabilité économique
4. Réalisation des arrangements nécessaires pour fluidifier la chaîne de production
5. Aménagement de l'atelier pour pouvoir accueillir jusqu'à 4 opérateurs en continu

Étape 4. Conception et fabrication

Nous avons dores et déjà réalisé le premier prototype, comme relaté sur notre blog. Nous avons également publié les photos des différentes étapes de la fabrication : CEB_Prototype_1_Fab. L'évolution du design du prototype est documentée sur at Worknets. Les plans pertinents à ce jour sont rassemblés ici. Ils ne sont malheureusement pas complets, aussi n'hésitez pas à nous contacter si vous pouvez nous aider dans ce domaine.

Les plans sont divisent en 5 catégories :

1. La documentation du prototype n°1 de la machine à BTC (plus haut sur cette page)
2. La synthèse des travaux sur la table XYZ (automatisation de la production) - Jan-fév 2008
3. La documentation du prototype n°2 de la machine à BTC
4. Les plans de l'atelier de fabrication
5. Les plans finaux de la machine à BTC

À ce jour, nous entrons dans le 1er cycle de financement qui doit aboutir à la table d'oxycoupage XYZ destinée à faciliter la production de la machine à BTC.

Commentaires - Analyses - Critiques

Nous invitons toutes les personnes intéressées par le projet à donner leur avis. Vous pouvez faire parvenir vos commentaires à joseph.dolittle (arobase) gmail (point) com

Commentaires sur l'entreprise sociale

1. Commentaire de notre expérience d'entreprise sociale sur le site de la P2P Foundation
2. Commentaire par Samuel Rose de Social Synergy
3. Analyse du modèle économique par la P2P Foundation

Commentaires sur les aspects économiques

La brique de terre compressée devrait connaître une nouvelle jeunesse. L'accès à une énergie bon marché a permis d'imposer le béton/ciment comme matériau de construction pendant des décennies. Mais la rareté due au pic de pétrole et l'instabilité politique devraient rendre tout leur intérêt aux méthodes de construction économes en énergie.

Ce qui manque le plus à la brique de terre compressée est une méthode de stabilisation peu coûteuse en énergie. Si des bâtiments en terre ont pu résister pendant des siècles, c'était souvent au prix d'un entretien considérable. Beaucoup d'autres bâtiments n'ont pas survécu à l'époque contemporaine faute d'avoir été ravalés constamment. La stabilisation par enzymes pourrait peut-être améliorer grandement la technique BTC. Des produits comme Permazyme 11X ou Ecobric permettent une résistance à l'eau proche de celle du béton tout en restant économes en énergie. Les produits à base d'enzymes sont non-toxiques et relativement bon marché. Il ne faudrait apparemment pas plus de 40-60$ de Permazyme pour stabiliser la terre nécessaire à la construction d'une grande maison (la Permazyme se vend 120$/gallon, 1 gallon permettant de stabiliser 150 yards-cube de terre). Je n'ai pas réussi à trouver un seul constructeur en BTC utilisant ces produits, bien qu'Ecobric se destine précisément à ce marché. Par contre, les enzymes semblent être largement utilisées pour la stabilisation des remblais routiers. Les producteurs se sont sans doute tournés vers le secteur routier pour des motifs financiers. Après tout, 1 ou 2 litres pour une maison ne rapportent pas beaucoup par rapport aux 15 gallons/mile nécessaires pour une route... Il semble que les brevets originaux sur cette technique aient expiré, il serait donc possible de créer une recette open source pour ces enzymes. D'ailleurs, s'agit-il vraiment d'enzymes ? Le premier produit de ce type est né de l'observation d'un vigneron : là où il entreposait son moût, le terrain était devenu "dur".

La BTC pourrait prendre une place de choix dans la construction écologique si, on plus de la mécanisation du procédé, on trouvait un moyen bon marché et peu gourmand en énergie de stabiliser le matériau.

Ressources complémentaires

Notre programme est unique par la combinaison d'un produit open source et d'un modèle d'entreprise lui-même open source. Une analyse de ce nouveau modèle d'organisation a été faite sur le site de la P2P Foundation.

Wikipedia propose un bon article sur la brique de terre compressée.

• AECT - Fabricant de presse à BTC - [1]
• Powell and Sons - Fabricant de presse à BTC - [2]
• Gernot Minke - l'une des références mondiales de la construction en terre [3]
• Résistance aux séismes: techniques de renforcement par fil de fer galvanisé [4]
• Ronald Rael - architecte, auteur, professeur assistant en architecture à l'université de Berkeley (Californie) - fondateur du site EarthArchitecture.org.
• Compressed Earth Block Guide - [5]
• Manuels CRATerre (réseau BASIN) "Blocs de terre comprimée" :
  • Manuel de production
  • Manuel de conception et de construction
• Ce qui peut arriver en cas de séisme - [6], [7]
• Autres ressources - Code de la construction en BTC , FAQ de Earth Block Inc.

Que pensez-vous de l'emploi de barres d'armature ? Nous y réfléchissons pour les murs à double épaisseur de brique. Nous sommes preneurs d'un éclairage technique sur le sujet.

• Les barres d'armature peuvent se révéler très coûteuses dans les pays en voie de développement. Le renforcement par fil de fer galvanisé semble être une solution beaucoup plus légère et bon marché pour la même efficacité. De plus, il peut s'employer sur des murs d'épaisseur simple contrairement aux barres d'armature.