A7 Mur de briques en terre crue

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1 Arts de bâtir: Pays: A7 Mur de briques en terre crue Portugal PRÉSENTATION Emprise Géographique Définition Mur de briques en terre crue - Dénomination : adobe - Matière première : terre argileuse mélangée ou non avec de la paille hachée - Fabrication de modules préalablement à la pose à l aide de moules - Pas de cuisson : séchage des éléments au soleil - Appareil assisé et réglé - Pose au mortier de terre Milieu L'utilisation de briques de terre crue est présente dans tous les pays de l'espace Méditerranéen, excepté Israël. Dans chaque pays cette technique constructive est représentée en milieu rural. On la trouve également en milieu urbain dans certains pays. On l'utilise généralement en plaine, mais elle apparaît aussi en montagne et en bord de mer. Au Portugal, la construction de mur en briques de terre crue est présente en milieu rural et urbain, en plaine et en région maritime. Cette technique se rencontre couramment. Vues générales : Vues de détail : 1/7

2 PRINCIPE CONSTRUCTIF Fondations La résistance mécanique de la terre crue et sa résistance à l'action de l'eau étant peu élevées, le constructeur réalise une fondation continue en pierre préalablement à la construction du mur en briques de terre crue. Cette fondation peut être très réduite lorsque le mur est construit en terrain rocheux. Dans le cas contraire, la pierre maçonnée ou compactée est utilisée pour fonder le mur. Dans certains cas, la fondation est prolongée en élévation hors sol, formant alors un soubassement. Plus rarement, cette technique est employée pour ajouter un étage à une construction en pierres hourdées. Au Portugal, contrairement aux autres pays étudiés où cette technique est rencontrée, aucun terrassement n'est nécessaire. La fondation est superficielle et consiste simplement à compacter le sol sans y apporter d'éléments résistants. Matériaux constructifs Nature -Dureté La matière première utilisée est la terre plus ou moins argileuse, assoc iée en proportions variables au sable, à la paille hachée, à des gravillons, des pierres ou de l'argile. Sur l'échelle commune fixée pour cette étude (1= craie 10= granit), la dureté de la brique de terre crue est annoncée faible (1 à 3), plus rarement moyenne (4-5). Le matériau n'étant pas rencontré à l'état naturel, ses qualités mécaniques dépendent directement de la nature des terres disponibles, des agrégats éventuels et du processus de fabrication. Les briques de terre crue sont d'autant plus dures que la terre utilisée est argileuse. La paille hachée, lorsque la pâte est laissée en repos avant séchage, augmente la résistance du matériau par la production d'acide lactique dû à la fermentation. Au Portugal, la terre est utilisée sans autres matières premières L adobe durcit avec le temps. Sans stabilisation et après sa manufacture, c est un matériau fragile (très tendre) - 1; s il est stabilisé avec de la chaux, il sera d une dureté légèrement supérieure - 2 ou 3. Modules Les modules sont limités en volume. Les longueurs moyennes des briques de terres crue fabriquées dans l'espace MEDA varient de 20 à 42 cm, leur hauteur de 5 à 33 cm, et leur profondeur de 10 à 36 cm. Le volume moyen rencontré se situe entre 1,5 DM 3 (Espagne) et 16 DM 3 (Jordanie) La régularité des modules d'une même série dépend de l'utilisation ou non de moules pour leur fabrication. En raison du caractère artisanal de leur production, les modules varient beaucoup à l'intérieur d'un même pays. Des variations de dimensions apparaissent également entre des modules d une même fabrication. Au Portugal, les modules sont très variés et dépendent de la région et du type de mur : Gandaraise m. ext. (0.45x0.30x0.15) et m. int. (0.45x0.21x0.15) Mértola m. int. du XIII eme siècle (0.15x0.15x0.06) non structurales, seulement des cloisons (fouilles archéologiques). Murtosa adobe de mur (maisons) 0.30x0.40x0.10m adobe de porcherie (annexes et parcs à bestiaux) 0.25x0.40x0.10m adobe de mur (clôtures) 0.20x0.40x0.10m adobe de mendões (cloisons intérieures) 0.12x0.40x0.10m Hourdage Mise en œuvre Cette technique est utilisée tant pour la construction de murs à simple épaisseur que pour la construction de murs à 2 épaisseurs liaisonnées. On la rencontre exceptionnellement pour la construction de murs à 2 épaisseurs non liaisonnées. Les briques de terre crue sont toujours hourdées. Le mortier utilisé est à base de terre et d'agrégats divers en quantité variable (le plus souvent : paille, sable, gravier). Les agrégats utilisés dépendent de la disponibilité de matière première sur le site de la construction. Au Portugal, les murs en briques de terre crue ne comportent qu'un parement. Liant - Nature Dans tous les pays étudiés, la terre est utilisée comme liant. Elle est parfois associée à la chaux (Grèce, Palestine, Portugal, Turquie). Au Portugal, le mortier de hourdage est composé d'un liant de terre, de chaux, d'agrégats et de sable. Agrégat - Nature Les agrégats et armatures rencontrés sont le sable, le gravier, la paille hachée, des végétaux séchés ou le brasier, en combinaisons diverses suivant leur disponibilité locale. Au Portugal, l agrégat utilisé est le sable. Principe constructif : moules, modules et dimensions Principe constructif : mise en oeuvre 2/7

3 PRINCIPE CONSTRUCTIF (Suite) Hourdage (Suite) Agrégat - Granulométrie La granulométrie de ces agrégats dépend de leur nature et varie de 0-3 à 0-21 mm. Au Portugal, la granulométrie du mortier est de 0-3 mm. Dosage Les compositions rencontrées sont très variables et privilégient tantôt le liant, tantôt les agrégats. Lorsqu'elle intervient dans la composition, la chaux est largement minoritaire. Au Portugal, 2 volumes d'agrégats sont utilisés pour 1 volume de liant. Epaisseur et dimensions L'utilisation de briques de terre crue produit des murs d'une épaisseur moyenne de 40 cm minimum et 60 cm maximum. Plus rarement, on rencontre dans certains pays des murs en brique de terre crue d'une épaisseur minimum de 30 cm, voire exceptionnellement 20 cm, et de maximum 80 cm. De tels murs sont limités en hauteur et constituent dans la plupart des cas un seul étage pour une épaisseur inférieure à 30 cm. Néanmoins, la construction de murs d'une hauteur maximum de 8 à 10 m est possible sur base d'un mur d'épaisseur moyenne égale à 50 cm. Au Portugal, l'épaisseur moyenne est de 55 à 60 cm, sans variation de hauteur en fonction des niveaux. Les habitations en briques de terre crue peuvent comporter 1 ou 2 niveaux, souvent une hauteur de 2,5 ou 5 m. Aspect de finition La terre crue n'offre qu'une faible résistance aux agents atmosphériques. La protection de ce type de mur est donc essentielle pour sa longévité et est signalée dans tous les pays étudiés. Cette protection est assurée par un enduit de terre ou de chaux, ou un enduit de terre revêtu d'une peinture à la chaux. La composition de l'enduit de finition est variable. On peut y retrouver les matières premières constructives des briques : paille, gravillons... Le mur nu est rarement signalé, uniquement pour des bâtiments annexes ou des murs de clôture. Au Portugal, les maçonneries en briques de terre crue sont enduites puis peintes à la chaux. Le mur nu est également présent au Portugal, pour les bâtiments annexes et les murs de clôture. Dans la maison Gandaraise l arrière des maisons et l intérieur de la cour n étaient ni enduits ni blanchis à la chaux. Principe constructif : aspect de finition Outils En plus des outils traditionnels du maçon, aucun outil particulier commun aux utilisateurs de cette technique n'a été signalé pour la mise en oeuvre des briques de terre crue. En revanche, pour la fabrication des éléments, l'utilisation de moules permet dans certains cas la fabrication de la série de modules. Des outils d'égalisation sont parfois utilisés pour serrer la terre dans le moule. L'extraction de la terre est réalisée avec les outils de terrassement communs (pelle, pioche). Au Portugal, hormis ceux utilisés dans la manufacture des adobes, aucun outil spécifique n est utilisé pour la mise en oeuvre du mur. Métiers Dans tous les pays de l'espace Méditerranéen, le maçon assure la mise en œuvre des briques de terre crue. Cette technique est parfois mise en oeuvre par les utilisateurs eux mêmes en milieu rural. L'intervention d'un fabricant de briques autre que le constructeur est signalée dans certains pays. Au Portugal, c est le maçon qui assure la construction du mur en briques de terre crue. Principe constructif : Analyse 3/7

4 PRINCIPE CONSTRUCTIF (Suite) Performances Thermique - Acoustique Les performances thermiques des briques de terre crue sont jugées bonnes à très bonnes dans l'ensemble des pays de l'espace MEDA. L'intérêt principal du mur de briques crues réside en la régulati on de la température intérieure, dans un milieu climatique soumis à de très grandes variations de température. La construction privilégie souvent l'épaisseur et la masse du mur et lui confère ainsi une grande inertie thermique. Ce type de mur freine la pénétration de la chaleur pendant la journée et la rétrocède utilement la nuit. Les performances acoustiques (assez bonnes à très bonnes) varient en fonction de la densité des matières premières utilisées. Au Portugal, les performances thermiques des murs en briques de terre crue sont jugées bonnes, avec 0.46 a 0.81W/mºC, pour un mur de 0.40m d épaisseur. C est un mauvais conducteur thermique et un bon isolant. En général, les maisons en adobe sont des retardateurs thermiques, ce qui signifie qu elles fonctionnent à l inverse des températures extérieures. Elles mettent du temps à chauffer ou à refroidir, c est à dire qu elles sont chaudes en hiver si on les chauffe et fraîches en été. Sur le plan de l isolation accoustique, les valeurs sont de 50dB pour un mur de 0.40m d épaisseur à 500Hz. Ce qui signifie que l adobe est un mauvais conducteur acoustique et un excellent isolant. Pathologie de vieillissement Liée au matériau et aux conditions climatiques : Les pathologies rencontrées sont inhérentes à la solubilité à l'eau de la terre crue nue. L'entretien de l'enduit extérieur est essentiel. Lorsqu'il se désagrège, la maçonnerie de terre crue subit directement l'attaque des eaux pluviales, d'où désagrégation des joints puis des briques elles -mêmes. Au Portugal, les pathologies que l on remarque dans ces maisons sont fréquemment dues à l humidité : désagrégation du matériel de revêtement et perte d épaisseur à la base du mur dues à l action conjointe et érosive de l humidité capillaire et aux efflorescences de sels (pathologoe privilégiée par l absence de socle et le contact direct de la maçonnerie avec le terrain) ; décollage de l enduit et dissolution de la terre qui constituait les murs dûs à l action conjointe de la pluie, du vent, et de l humidité par infiltration ; usure, parfois déformation des maçonneries en hauteur, dans les angles et les linteaux, dûe à l action conjointe et érosive du vent et de l eau. Par ailleurs et de manière générale, l adobe présente une résistance raisonnable à la compression, mais fragile face à la concentration de charges ou de charges ponctuelles; sa résistance à la flexion ou à la traction est presque nulle, elle présente en outre une plus grande fragilité en présence d eau dûe à la perte de cohésion des argiles. Liée à la technique : D'une manière générale, l adobe résiste mal à des charges ponctuelles concentrées ou à des efforts latéraux importants, dûs par exemple au poids des couvertures et des étages : en cas de mauvaise répartition des charges ou de dimensionnement incorrect (notamment de la fondation), des fentes diagonales et verticales apparaissent, qui peuvent conduire à une perte de perpendicularité, à des mouvements, et finalement à l éboulement partiel des murs (notamment dans les angles, ou près des avants-toits et des linteaux). Par ailleurs, la bonne tenue de la maçonnerie dépend du soin apporté à la fabrication et à la mise en œuvre des modules. Au Portugal, les pathologies structurelles liées à la technique sont : fentes diagonales dans la maçonnerie causées par des charges ponctuelles concentrées et parfois avec éboulement partiel près des avant-toits et des linteaux (plus fréquemment que pour les maçonneries minérales); perte de perpendicularité des murs due aux efforts latéraux provoqués par le poids des couvertures et de l étage, parfois avec des mouvements et des éboulements dans les angles ; pose différenciée des fondations, avec des fentes verticales dans la maçonnerie dû à des mouvements dans la zone environnante ou au dimensionnement incorrect de la fondation. 4/7

5 PRINCIPE CONSTRUCTIF (Suite) DESCRIPTION DE MISE EN OEUVRE Au Portugal : Conditions de réalisation : La technique est utilisée dans des régions très chaudes avec peu de pluie en hiver, ce qui correspond aux conditions requises pour la mise en oeuvre de cette technique. Fabrication des éléments : - Un an à l'avance, creusement d'un puits pour récolter les eaux - Collecte sur le site des matières premières : terre riche en chaux, plantes sèches, cendrées et fibres de toutes sortes. - La fabrication des éléments commence avec un temps d'avance pour permettre le séchage des briques avant leur mise en oeuvre (2 semaines) - Les moules sont confectionnés ou achetés - Les cadres des baies en bois sont réalisés en atelier par le charpentier Travaux préparatoires : - Le maçon met au point le projet avec le propriétaire - Mise au point du projet avec ou sans support (plan schématique) - Le maçon implante les axes des murs - Creusement de la faille jusqu'à atteindre le bon sol - Le maçon et les manœuvres fixent le niveau des fondations - Les fondations sont réalisées en pierre brute et en mortier de chaux jusqu'au niveau de la première assise de briques - Le maçon implante les angles, les cloisonnements et les ouvertures Pose : - Le maçon fixe les niveaux et maçonne les briques au mortier, avec l'aide de son assistant - Les manœuvres mixent le mortier, approvisionnent le chantier en matériaux et continuent à collecter les matériaux - La pose des encadrements de baie en bois se fait simultanément de manière à guider la construction des ouvertures - La construction des murs est exactement pareille à celle décrite pour la construction des murs en briques mais de petites différences existent : Si l adobe est carré et non rectangulaire, l angle sera exécuté au moyen de modules en adobe pour décaler les assemblages verticaux, et réaliser la rangée impair ou pair. Il y a aussi quelques différences dans les mortiers. Le mortier utilisé est souvent la terre crue, de granulométrie identique à celle qui est manufacturée en adobe., mais mélangée avec de l eau jusqu à atteindre l état plastique. Dans certaines régions on utilisait des petites pierres dans les joints de façon à mieux caler les adobes. Une autre différence est le revêtement extérieur, en cas de maçonnerie en adobe, il n était pas nécessaire d attendre un an pour recouvrir les murs des maisons d enduit. L adobe est un matériau déjà sec et l enduit se faisait immédiatement après la finition des murs et du toit, ensuite venait le blanchiment à la chaux. Temps de réalisation : 200 briques de terre crue par jour. Une habitation de 8 m x 8 m avec cloisonnement sur un niveau de blocs par jour. Un jour d'attente pour la prise des blocs dans le mur. Les ouvriers travaillent tous les jours pour qu'une couc he de blocs sèche avant qu'elle ne soit fixée pour toute une habitation. Les détails importants : - Vérification des niveaux et de la verticalité - Humidification des murs et protection contre l'ensoleillement direct pour permettre un séchage lent - L'appareillage et le liaisonnement sont essentiels pour la qualité structurelle du mur - Contrôle de la qualité de la matière première, du mortier Moyens de vérification - Contrôle du matériau utilisé pour les blocs, le mortier et la finition - Contrôle de la qualité de la main d'œuvre 5/7

6 OUVRAGES ASSOCIÉS Angles et piliers Angles : Traitement possible dans la technique, en utilisant les mêmes matériaux Aucun traitement spécifique des angles n'a été relevé. L'appareillage des angles est harpé, et utilise les mêmes éléments que le courant du mur. Au Portugal, l angle est construit avec l adobe, exceptionnellement la brique de terre cuite. En général l angle est marqué extérieurement avec un mortier en chaux légèrement saillant, parfois en pilastre. Piliers : Traitement possible dans la technique, en utilisant les mêmes matériaux La construction de piliers est le plus souvent impossible avec la technique de la brique crue. La résistance mécanique de la brique de terre crue ne permet pas de concentrer des charges localement. Au Portugal, on signale que la construction de piliers en briques de terre crue est possible, mais avec des limites dûes à la faible résistance mécanique du matériel. On ne rencontre cependant pas cette solution dans l architecture traditionnelle. Angles La Baie et son encadrement Linteaux et arcs Dans tous les pays de l'espace MEDA, le type de linteau associé au mur en briques de terre crue est un linteau simple en bois. Le nombre de pièces de bois varie suivant les types de bois disponibles et l'épaisseur du mur. Plus rarement, les linteaux en brique, avec ou sans arc de décharge, interviennent dans la construction des baies. Au Portugal, les linteaux sont construits en pierre ou en bois - avec ou sans arc de décharge, ou en briques de terre cuite - systématiquement avec arc de décharge. Jambages Les jambages ne font pas l'objet d'un traitement spécifique. Ils sont le plus souvent montés dans le cours du mur, avec le même matériau et la même technique. Ils sont harpés. L'utilisation de cadres complets en bois est parfois mentionnée. Le cadre combine linteau, jambages et appuis dans un même élément intégré au mur en cours de montage. Au Portugal, les jambages sont le plus souvent traités comme le courant du mur. Ils peuvent également être construits en pierre, ou matérialisés en plâtre (chambranles en relief). Appuis Les appuis non-saillants sont utilisés pour les baies dans les murs en brique de terre crue dans l'ensemble des pays de l'espace méditerranéen. Dimensions La construction de murs en briques de terre crue ne permet pas la création d'ouverture de grandes dimensions. Lorsque ces percements ne servent qu'à ventiler la construction, ils présentent des dimensions très réduites, (longueur : 15 cm, hauteur : 20 cm). Les dimensions maximales généralement relevées sont les dimensions des baies de porte (largeur : 100 à 120 cm - hauteur : 210 à 300 cm). Au Portugal, les dimensions des ouvertures dans les murs en briques de terre crue s échelonnent entre 60 cm et 210 cm pour la hauteur, 70 cm et 100 cm pour la largeur. La Baie et son encadrement Eléments associés D'une manière générale, aucun élément associé n'a été signalé dans l'espace MEDA pour ce type de mur. Au Portugal, aucun élément associé n'a été signalé pour ce type de mur. Liaison mur-toiture Aucun traitement spécifique de la liaison mur-toiture n'est rencontré. Toutefois, afin de protéger le mur, la toiture présente un débordement variable sur le mur gouttereau et parfois sur les pignons dans le cas des toitures à versants. Aucun élément de liaison n'est signalé. La structure de la toiture s'appuie directement sur le mur en briques de terre crue. Au Portugal, les corniches sont courantes pour la pose de l avant-toit. Liaison mur-toiture 6/7

7 USAGE, EVOLUTION ET TRANSFORMATION Usage Types de bâtiments La construction de murs en briques de terre crue est utilisée dans la plupart des pays étudiés dans le cadre de la construction d'habitation. Cette technique est plus rarement signalée dans l'édification de bâtiments publics, de services ou religieux. Elle est associée dans la plupart des pays à la construction de maisons modestes. La disponibilité du matériau et son faible coût, le caractère rudimentai re de la technique et le peu de moyens d'exécution nécessaires mettent cette technique à la portée des utilisateurs eux -mêmes. Au Portugal, pour les murs extérieurs et intérieurs:maison de Murtosa, Gandaraise, maison avec porche intégré, maison de métairie du Sud du Tage. En murs intérieurs: urbaine en file sur un niveau, montes, maison du Barrocal, maison urbaine avec toit-terrasse. Période d apparition de la technique / Période d emploi de la technique Usage contemporain ou disparu L'apparition très ancienne de cette technique est signalée dans tous les pays. D'usage ancestral, aucune date précise n'a été signalée. L'utilisation des briques en terre crue a disparu dans la majorité des pays étudiés. L'usage de cette technique perdure jusqu'au milieu du XX siècle. Au Portugal, leur origine remonte probablement à la période phénicienne, du II eme siècle a.c. au I er siècle a.c., avec une grande implantation récente au XIX eme et au XX eme siècles. Raisons de la disparition ou de la modification de la technique La disparition de cette technique est due à l'apparition de matériaux nouveaux plus performants. Les contraintes de préparation, de protection et d'entretien liées à ce matériau cru, et les problèmes d'entretien qui y sont liés motivent également la disparition de cette technique artisanale au profit de l'utilisation de matériaux industrialisés. Des motifs socio-économiques (industrialisation, enrichissement de la population) expliquent dans certains cas la disparition de cette technique. Les uti lisateurs bénéficient progressivement de l'accès aux matériaux de substitution (blocs de bétons, briques de terre cuite). Au Portugal, hormis le problème de l acculturation zones de forte émigration et spéculation immobilière, l apparition de nouveaux matériaux et l industrialisation de la construction rendirent ce matériau traditionnel incompatible vu la lenteur de la construction et le manque de main d œuvre. Evolution / Transformation Les matériaux La terre crue demeure généralement confinée dans les régions les plus isolées et les plus pauvres, ou les plus archétypiques de cette technique pour les réparations/restaurations d édifices emblématiques. L'usage de la terre crue, tend à être de plus en plus remplacé par de la brique creuse ou du parpaing, liaisonnés au mortier de ciment et présents sur les circuits commerciaux. Le mur ainsi maçonné constitue le plus souvent un simple remplissage qui n'est plus porteur, la structure portante étant alors réalisée en béton armé (système poteau- poutre). Les briques creuses ou les blocs de parpaing de fabrication industrielle n'équivalent cependant pas à la terre crue du point de vue de leurs caractéristiques mécaniques et physico-chimiques. Par contre, sur le plan de la résistance dans le temps, la brique et le bloc de parpaing sont plus solides et plus durables que la terre crue, notamment face aux ruissellements d'eau pluviale. Au Portugal, le matériau commença à être altéré, d adobes en terre ils devinrent des adobes en chaux et sable, plus résistants que les précédents et postérieurement ils furent remplacés par la brique industrielle. Les blocs de terre comprimée (BTC) sont des produits industriels améliorés équivalents, la différence résidant dans le degré d humidité. La manufacture du BTC est faite dans des machines avec de la terre plus sèche, presque comme un petit bloc de pisé avec la dimension de celui de l adobe, le BTC est un matériau plus stable et plus résistant à la traction et à la compression. Bien qu il existe au Portugal, il est peu utilisé. Il s agit d une technique française qui a été importée. Les aspects techniques Le plus souvent, le mur de remplissage est maçonné entre les points porteurs d une ossature en béton armé, en double paroi pour les briques creuses, en un seul parement pour les blocs de parpaing. Les jointements contemporains en mortier de ciment sont généralement beaucoup moins épais que ceux en mortier de terre. Au Portugal, la manufacture de l adobe a été remplacée par la brique pleine industrielle. La production du BTC peut être manuelle avec une petite machine à compression ou mécanisée et industrielle. Evaluation des matériaux et des techniques de remplacement Au plan purement économique et au vu de la rapidité de production, l'utilisation des briques creuses ou des blocs de parpaing est satisfaisante. L'utilisation de cette technique de remplacement n'est cependant pas concluante sur le plan du confort thermique. Du point de vue de ses caractéristiques physico-chimiques, l'ossature en béton armé présente des phénomènes de dilatation très importants sous l'effet des écarts de températures, phénomènes qui engendrent des fissures au contact de la maçonnerie de remplissage en briques creuses ou en blocs de parpaing, avec les structures portantes en béton armé (poteau et poutre). Sur le bâti ancien, cette technique de remplacement ne convient pas du point de vue esthétique. De plus, les deux structures ne sont pas compatibles mécaniquement. Ces techniques nouvelles sont majoritairement employées sur la construction neuve. Au Portugal, les maisons sont en général détruites et remplacées par d autres sans aucun caractère. Cependant on remarque des agrandissements de corps nouveaux en maçonnerie de brique creuse et une structure en béton armé ou des réparations dans celles qui existent au niveau des revêtements extérieurs remplaçant les matériaux primitifs en chaux par du mortier de ciment, peint avec de la peinture à l eau. Ces techniques (et notamment le BTC) ne sont pas conseillées pour une utilisation sur de l ancien, vu l incompatibilité chimique des matériaux. Elles ne sont pas pratiquées sur la construction neuve. 7/7