Terre crue
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Terre crue est le terme utilisé pour désigner la terre, utilisée avec le moins de transformations possible en tant que matériau de construction. Le terme terre crue permet surtout de marquer la différence avec la terre cuite : en effet, le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes telluriques,...) se trouve aujourd'hui le plus couramment sous sa forme cuite (briques, tuiles).

Plusieurs techniques de construction utilisant la terre crue (Terre crue est le terme utilisé pour désigner la terre, utilisée avec le moins de transformations possible en tant que matériau de construction. Le terme terre crue permet surtout de marquer la différence avec la terre cuite : en effet,...) existent : le pisé (Pise (en italien Pisa) est une ville italienne d'environ 87 000 habitants, chef-lieu de la province de même nom en Toscane. Elle est...), la bauge (La bauge est un système constructif monolithique en terre crue empilée. La terre est dans un état plastique, généralement mélangée...), l'adobe. D'autres techniques lui ajoutent d'autres matériaux : le torchis (Le Torchis est une technique de construction du type ossature-remplissage. Traditionnellement, l'ossature porteuse principale est constituée de solives bois, complétée...), la terre-paille, la terre-copeaux bois.

Composition de la terre crue

La terre crue est un matériau minéral granulaire, composé de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et...) solide, liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) et gazeuse. La fraction solide est constituée de grains : cailloux (taille exprimée en centimètres), de graviers (de 20mm à 5mm), de sables (5mm à 0.06mm), de silts (0.06mm à 2µm), d'argiles, qui sont des plaquettes plutôt que des grains (taille inférieure à 2 µm) et d'oxydes métalliques qui ont des propriétés colorantes (taille également inférieure à 2 µm). La fraction liquide est constituée d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et de corps organiques et minéraux dissous dans cette eau. La fraction gazeuse est constituée d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne...), d'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper...) carbonique ainsi que de gaz issus de la vie (La vie est le nom donné :) présente dans la terre (hydrogène, méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la famille des alcanes. C'est un gaz que l'on trouve à l'état naturel et qui est produit...),etc.) Les fractions liquides et gazeuses subissant des modifications très rapides, on caractérise traditionnellement un sol par sa fraction solide, ce qui se traduit par l'étude de sa granulométrie. Lors de l'utilisation de la terre crue pour réaliser un ouvrage, la fraction liquide est à prendre en compte avec autant d'attention que la fraction solide : c'est l'état hydrique de la terre. Les limites entre les principaux états hydriques (solide, plastique, liquide) sont déterminées par le test dit des "limites d'Atterberg".

On peut considérer la terre crue comme un matériau composite (Le matériau composite est un assemblage d'au moins deux matériaux non miscibles (mais ayant une forte capacité d'adhésion). Le nouveau matériau ainsi constitué possède des propriétés que les éléments seuls ne possèdent...), car sa cohésion est obtenue par la combinaison (Une combinaison peut être :) d'une ossature, constituée des grains (cailloux, graviers, sables et silts), et d'une matrice, constituée de la pate formée par les argiles et l'eau. Cela permet de classer ce matériau dans la famille des bétons , constitués d'un liant (Un liant est un produit liquide qui agglomère des particules solides sous forme de poudre. Dans le domaine de la peinture, il permet au pigment d'une peinture de coller sur le support, il est alors...) et d'une ossature granulaire.

Caractéristiques physiques de la terre crue

masse volumique (Pour toute substance homogène, le rapport de la masse m correspondant à un volume V de cette substance est indépendante de la quantité choisie : c'est une caractéristique du matériau appelée masse...)

La masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...) volumique est liée à la quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques élémentaires. L'unité qui lui correspond est la mole.) gazeuse présente dans la terre. Elle s'étale de 1200kg/m³ à 1600kg/m³ pour de la terre foisonnée (dans un tas de terre par exemple). Cette valeur augmente suite à une mise en œuvre par compactation (pisé par exemple). On obtient alors idéalement une masse volumique de 2000kg/m³.

Les mélanges amendés en paille sont plus légers : en terre-paille, la masse volumique est de 300 à 1300kg/m³.

résistance mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de...)

La terre crue est un matériau s'apparentant aux bétons. Du point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) mécanique, elle fonctionne comme ces derniers, uniquement en compression (les valeurs de résistance à la traction, à la flexion et au cisaillement sont très faibles). La terre mise en œuvre de manière monolithique (Un monolithe est un élément fait d'un seul bloc de pierre de grande dimension. Son nom vient du grec ancien λιθος -lire...) (pisé, bauge) a généralement une résistance à la compression d'environ 20kg/cm²(2MPa). Les éléments de maçonnerie (La maçonnerie est l'art de bâtir une construction par l'assemblage de matériaux élémentaires, liés de manière non réversible. C'est l'art du maçon par...) (adobes) ont des résistances à la compression pouvant aller de 20 à 50kg/cm²(2 à 5MPa). L'adjonction d'éléments fibreux (paille par exemple) permet de conférer au mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation...) une certaine résistance en traction, flexion et cisaillement, mais qui restent tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) de même négligeables.

aspects thermiques

Contrairement aux idées reçues, la terre n'est pas un matériau isolant (Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue : les isolants électriques, les isolants...). En revanche, elle possède une excellente inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa vitesse (vectorielle). Ainsi, un corps immobile ou en mouvement rectiligne uniforme (se déplaçant sur une droite à vitesse constante) n'est...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents...). Ceci se traduit par une régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) des différences de températures intérieures (pour l'été : plus frais le jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...) car le mur (Un mur est une structure solide qui sépare ou délimite deux espaces.) se rafraîchit la nuit, rendant cette fraîcheur le jour). Voici quelques valeurs, pour une terre à 1500kg/m³ :

  • Conductivité (en W/m.°C) = 0,75
  • Chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) spécifique (en J/kg.°C) = 900
  • Capacité thermique (La capacité thermique (ou capacité calorifique) d'un corps est une grandeur permettant de quantifier la possibilité qu'a un corps d'absorber ou restituer de l'énergie par échange thermique au cours d'une...) (en kJ/m³.°C) = 1350
  • Effusivité thermique (L’effusivité thermique d'un matériau est donnée par la formule : où λ est sa conductivité thermique, ρ sa masse volumique, et c sa capacité thermique massique....) (en J/(racine carrée de la capacité thermique).m².°C) = 1,00

Soit pour du pisé à 2000kg/m³, une capacité thermique de 1800kJ/m³.°C

Histoire de la construction en terre crue

La terre crue est sans doute le matériau de construction (Les matériaux de construction sont des matériaux utilisés dans les secteurs de la construction : bâtiment et travaux publics (souvent désignés par le sigle BTP). La...) le plus vieux du monde (Le mot monde peut désigner :). Les premières cités découvertes dans l'ancienne Mésopotamie étaient construites en terre crue, avant même l'invention de l'écriture. Le problème de ce matériau pour l'archéologie est qu'il se dégrade plus rapidement que la pierre, on a donc moins de vestiges aussi marquants que les pyramides d'Égypte. De tels vestiges existent pourtant, mais ils sont moins connus : le Moyen-Orient et l'Asie (L'Asie est un des cinq continents ou une partie des supercontinents Eurasie ou Afro-Eurasie de la Terre. Il est le plus grand continent (8,6 % de la surface...) centrale comptent de nombreux sites exceptionnels tels que Tchoga Zanbil (Iran), Mari (Syrie), ou Merv (Turkmenistan).

Mésopotamie

La terre crue a été employée dans toutes les zones géographiques, par la plupart des civilisations : les plus anciennes traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la responsabilité de la Commission européenne...) remontent à il y a 10 000 ans à Jéricho et Mureybet (Syrie). La technique utilisée est alors l'empilement de pains de terre façonnés à la main (La main est l’organe préhensile effecteur situé à l’extrémité de l’avant-bras et relié à ce dernier par le poignet. C'est un organe destiné à saisir et manipuler des objets....). Il y a 8500 ans, la brique de terre apparaît (site de Çatal Höyuk, en Anatolie). Puis il y a 7000 ans, une architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) de terre fait sont apparition avec les ouvrages de fortification (La fortification (du latin fortis, fort, et facere, faire) est l'art militaire, de renforcer une position ou un lieu contre une attaque.), suivent l'apparition des coupoles il y a 6500 ans, les temples monumentaux et les villes temple il y a 5000 ans avec Sumer.

Chine

En Chine, les première constructions en terre crue n'étaient autres que des habitats troglodytes (Troglodytes est un genre d'oiseaux de la famille des Troglodytidae.), creusés dans la terre (il y a 7000 ans). Puis l'habitat sort un petit peu de terre, et les fortifications en terre battue font leur apparition (il y a 3500 ans). Avec la dynastie des Han apparaissent les premières fortifications en pisé. Cette tradition du pisé perdure, on connaît en particulier les habitats des Hakkas, constitués d'une enceinte massive (Le mot massif peut être employé comme :) de pisé à l'intérieure de laquelle une vraie petite ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les...) s'installe, et dont quelques exemples seraient encore habités. Le pisé est toujours utilisé pour la construction aujourd'hui.

Amériques

Les civilisations pré-colombiennes ont également utilisé la terre crue, particulièrement en Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan...) centrale et au sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.) en bordure de l'océan pacifique (L'océan Pacifique, qui s'étend sur une surface de 180 000 000 km², est l'océan le plus vaste du globe terrestre. Il comprend entièrement l'Océanie et quelques autres îles et...). Un des exemples les plus connus est Chan Chan, au Pérou, grand ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout »,...) de 12 palais construits sur une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec...) de 20 km² en bordure de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants marins....). Les premières constructions utilisant la terre crue datent d'il y a 11 000 ans. Les civilisations américaines précolombiennes développeront la plupart des techniques connue (adobes, bauge, pisé, torchis) entre -9000 et -5000 avant J.C. Une maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de « maître ». Il existe dans plusieurs...) exceptionnelle du pisé a par exemple permis à des ouvrages vieux de plusieurs milliers d'années de nous parvenir, alors que la zone entière est soumise à de forts séismes. En Amérique du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), les exemples les plus célèbres de l'utilisation de la terre crue dans la construction sont les Pueblos s'accrochant aux reliefs et falaises, au sud des USA. La construction en terre crue connait un renouveau avec les techniques du pisé et de l'adobe, depuis les années 60 et la redécouverte du bioclimatisme en architecture. Ce renouveau est toutefois limité à des régions chaudes : sud-ouest (Le sud-ouest est la direction à mi-chemin entre les points cardinaux sud et ouest. Le sud-ouest est opposé au nord-est.) des USA (Californie, Arizona, etc.)...

Afrique (D’une superficie de 30 221 532 km2 en incluant les îles, l’Afrique est un continent couvrant 6 % de la surface terrestre et 20,3 % de la surface des terres émergées....)

Les premières traces de construction utilisant la terre crue en Afrique remontent à il y a 8000 ans, avec des cabanes de bois enduites de terre. Les civilisations antiques maîtrisaient l'utilisation de la terre, pour preuve la pyramide (Une pyramide (du grec pyramis) à n côtés est un polyèdre formé en reliant une base polygonale de n côtés à un point, appelé...) de Saqqarah, réalisée en briques de terre. Le développement de la construction en terre crue s'étend sur tout le continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens terra, les « terres continues ». Au sens propre, ce terme désigne une vaste étendue...) africain, produisant une diversité et une richesse architecturale exceptionnelles. On peut citer l'architecture des mosquées soudanaises (mosquées de Tombouctou, XIIIe siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine...) après J.C., de Djenné), le tombeau des Askia (empire Songhaï, du XIVe au XVIe siècle), les palais d'Abomey (royaume de Dahomey, Bénin, XVIIe siècle).

La terre crue reste en Afrique un matériau de construction majeur, même si son image est souvent fortement dégradée.

Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent...)

Les premières traces de construction en terre crue en Europe occidentale datent de 6000 ans avant J.C., il s'agit d'un habitat primitif en Thessalie. De manière générale, le clayonnage enduit de terre est caractéristique des périodes troublées, alors que la brique de terre crue est utilisée dans des périodes de richesse et de stabilité. Il est donc logique (La logique (du grec logikê, dérivé de logos (λόγος), terme inventé par Xénocrate signifiant à la fois raison, langage, et raisonnement) est dans une première...) que le Moyen Âge voie un retour au pan de bois après une époque romaine privilégiant l'emploi de la brique. Les avancées en charpenterie vont alors faire évoluer les modèles de constructions à pans de bois. Il faudra attendre le Siècle des Lumières pour observer un retour progressif à des habitats massifs en terre crue (pisé, bauge). Ce renouveau est sans aucun doute dû à François Cointeraux, qui écrira plus de 70 fascicules (dont une bonne partie traduits et diffusés sur toute la planète) sur le sujet du pisé. Ce retour en force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) de la terre crue concerne donc non seulement l'Europe mais le monde entier. La terre crue continuera à être utilisée jusqu'au lendemain de la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du...) Guerre mondiale, puis sera abandonnée pour des solutions plus rapides à mettre en œuvre, dans l'urgence de la reconstruction. Toutefois, le patrimoine constitué jusqu'alors représente aujourd'hui un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) considérable de bâtiments, surtout ruraux, dans certaines zones (en France : vallées de la Saône et du Rhône (Le Rhône est un fleuve d'Europe. Long de 812 kilomètres, il prend sa source, dans le glacier du Rhône, à Gletsch, en Suisse, à l'extrémité est du canton du...), Dauphiné, Auvergne, Bourgogne, Bretagne, Normandie, Midi toulousain). L'intérêt porté aujourd'hui au matériau dans certains pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas...) européens (Allemagne, Pays-Bas, Danemark, France depuis peu) date du début des années 1980.

Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de...) et Nouvelle-Zélande (La Nouvelle-Zélande est un pays de l'Océanie, au Sud-Ouest de l'océan Pacifique, constitué de deux îles principales...)

La construction en terre crue est apparue avec les premiers colons. Toutes les techniques ont été utilisées dans premiers temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), mais aujourd'hui, deux prospèrent particulièrement : le pisé et l'adobe. L'Australie est aujourd'hui le pays qui construit le plus au monde en utilisant ces techniques. Dans certaines régions, 20 % du parc (Un Parc est un terrain naturel enclos,[1] formé de bois ou de prairies, dans lequel ont été tracées des allées et chemins destinés à la chasse, à la promenade ou à l’agrément. Il se distingue...) immobilier est en pisé.

Actualité de la construction en terre crue

Exemple typique de décrépitude du patrimoine en terre crue en Europe
Exemple typique de décrépitude du patrimoine en terre crue en Europe

Plusieurs mouvements coexistent. D'une part la restauration du patrimoine est l'occasion de re-construire "à l'ancienne" des bâtiments ou des portions de bâtiment. Des maisons particulières sont aussi construites "à l'ancienne" par/pour des passionnés d'authenticité. Certains se fixent "seulement" l'objectif de bénéficier du confort et des qualités énergétiques d'une maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille, voire de plusieurs, sans être considérée...) en terre crue. C'est également le cas pour la construction d'ouvrages publics. Enfin des expériences sont tentées d'enrichir le matériau terre crue par des composés non utilisés traditionnellement - le ciment (Le ciment (du latin caementum, signifiant moellon, pierre de construction) est une matière pulvérulente, formant avec l’eau ou avec une solution...) par exemple - ou par des procédés de compression "forte" (BTC).

Les organisations — régions, états, Europe, UNESCO, etc. — ont consacré des fonds importants pour la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par...) sur ces différents mouvements et pour la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de « vaporisation »...) du savoir. L'observateur attentif reste surpris par l'état du patrimoine en terre crue en Europe et par le faible nombre de constructions neuves, qui sont comparativement plus nombreuses en Amérique du Nord, par exemple.

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