Briques de terre compressée
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.
Contents
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 et la machine d'AECT qui produit 3-5 briques par minute et coûte . 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 . La machine finie devrait coûter entre 3000 et 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 :
- 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$". Nous avons quant à nous travaillé avec des clients qui fournissaient leur propre main d'œuvre et leur tracteur pour le chargement, ce qui permettaient de réduire le coût du bloc à 0,50-0,60$.
- 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 :
- L'installation : l'espace de travail est-il bien organisé ?
- 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.
- 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 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.
