Matériaux géosourcés : la solution de demain pour les constructions bas carbone ?

Matériaux géosourcés : la solution de demain pour les constructions bas carbone ?

Utilisée pendant des milliers d’années, la terre crue est considéré comme le plus vieux matériau du monde. Toutefois, elle a petit à petit été remplacée par le béton, à l’aspect uniforme et à la résistance mécanique plus importante. L’industrialisation, fin XIXème siècle, a notamment permis la structuration de la filière du bâtiment et démocratisé l’utilisation du béton. Cependant, ce matériau présente une empreinte carbone élevée, notamment due au ciment qui le compose. Sa production est responsable de 7% des émissions de CO2 mondiales [1]. Compte tenu de la prise de conscience écologique globale et l’entrée en vigueur de la RE2020, son usage est remis en question en lien avec les objectifs de décarbonation du secteur de la construction. Parmi l’ensemble des solutions de construction à plus faible empreinte environnementale (matériaux biosourcés, béton bas carbone, etc.), les matériaux géosourcés peuvent-ils représenter LA solution écologique pour le secteur du bâtiment ? Alcimed revient sur ce sujet.

La diversité des matériaux géosourcés

En fonction des caractéristiques géologiques et sismiques locales, certaines techniques de transformation de la terre se sont historiquement imposées, par exemple la technique du pisé est plus utilisé le long du Rhône en France. A noter, la terre crue peut être mélangée avec d’autres types de matériaux comme des matériaux biosourcés (ex : le béton de terre crue et de chanvre du projet éco-terra) ou encore du ciment (ex : les bétons projetés avec liant d’argile de Saint-Gobain & Norper, les blocs de terre crue renforcés au ciment de Terrabloc).

Matériaux géosourcés : des propriétés et une disponibilité qui en font une alternative prometteuse pour la construction bas carbone

Les matériaux géosourcés possèdent une empreinte carbone plus faible que le béton. Cette dernière peut même être nulle, notamment pour le pisé qui se construit en entassant des couches successives de terre crue locale sans nécessiter de machine. Dans le cas de la production de matériaux en terre cuite, l’empreinte carbone augmente avec la phase de cuisson, mais reste inférieure à celle du ciment grâce aux températures moins élevées (900°C-1200°C et 1450°C respectivement).

Les matériaux géosourcés apportent également un confort de vie supplémentaire pour les habitants grâce à leur capacité hygrothermique (la terre stocke l’humidité et la libère en cas d’air trop sec), leur bonne isolation acoustique (les murs en terre ne réverbèrent pas les sons alors qu’une paroi mince en béton absorbe 20% du son à 1000Hz [2]) et leur absence de composés organiques volatiles toxiques.

Enfin, les matériaux géosourcés représentent une opportunité de développer l’économie circulaire dans le secteur de la construction. En effet, en France, les experts estiment à 180 millions de tonnes [3] les quantités de terres excavées lors des chantier qui peuvent être transformées en matériaux géosourcés.


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Matériaux géosourcés : une utilisation impliquant une restructuration du secteur de la construction

Bien que les matériaux géosourcés possèdent des caractéristiques intéressantes pour la construction bas carbone, ils ne sont aujourd’hui pas adaptés à la standardisation permise par le béton et autour de laquelle le secteur de la construction s’est structuré.

Ils s’inscrivent en effet davantage dans une logique de cas par cas. Cela est notamment dû à leur diversité, inhérente à la matière première dont les caractéristiques varient en fonction de son origine. Les utiliser nécessite une adaptabilité des ATEX (Appréciation Technique d’Expérimentation, des autorisations préalables nécessaires à l’utilisation d’un nouveau matériau), alors que les matériaux standardisés peuvent s’appuyer sur des ATEX déjà existantes.

Autre frein, leur résistance mécanique moindre (jusqu’à 5 MPa [4] pour l’adobe sans adjuvant, contre 20 MPa pour les bétons) limite le nombre d’étages qui peuvent être construits. Ce frein peut toutefois être levé en ajoutant du ciment, mais cela réduit le gain au niveau de l’empreinte carbone permis par la matière première.

De plus, dans le cas de la valorisation des terres d’excavation in situ, le calendrier global d’organisation et de livraison ne prend pas en compte la phase d’étude des sols et de production des matériaux. En effet, ces étapes peuvent prendre jusqu’à 6 mois [5], et les acteurs de la construction sont habitués aux matériaux disponibles immédiatement.

Enfin, les compétences concernant leur pose, leur production et leur intégration aux constructions sont encore peu répandues, ce qui limite également leur déploiement.

Au global, utiliser les matériaux géosourcés sur un projet entraine un surcoût de 10% à 20% [6] encore difficilement accepté par les clients finaux, alors que la standardisation de la construction a permis un nivellement par le bas des coûts. Les matériaux géosourcés sont encore limités à des usages spécifiques mais cela pourrait évoluer avec un durcissement des normes, encourageant davantage les alternatives aux matériaux conventionnels.

Ainsi, à la manière de ce qui a été fait avec les matériaux biosourcés ces 30 dernières années, il est nécessaire de multiplier le nombre de références afin de démocratiser davantage l’usage des matériaux géosourcés. Pour cela, la commande publique représente une opportunité pour multiplier les exemples, de par son devoir d’exemplarité et de soutien à l’innovation. Notre équipe chez Alcimed peut vous accompagner à explorer les tendances de la construction de demain, notamment au travers d’études de marché et de définition de positionnement stratégique !


A propos de l’auteur, 

Elody, Consultante au sein de l’équipe Innovation Politiques Publiques d’Alcimed en France

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[1] https://www.iea.org/news/cement-technology-roadmap-plots-path-to-cutting-co2-emissions-24-by-2050
[2] https://environnement.brussels/sites/default/files/user_files/pres_20150319_acou2_1reverb_fr.pdf
[3] Données issue des entretiens
[4] https://fr.wikipedia.org/wiki/Terre_crue#R%C3%A9sistance_m%C3%A9canique
[5] Données issues des entretiens
[6] Données issues des entretiens

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