L’utilisation du chanvre dans la construction

Grâce à des efforts nombreux, le chanvre regagne peu à peu ses lettres de noblesses. Sa culture est parfois plus difficile qu’on ne le croie, mais la qualité de ses fibres et celle de l’huile qu’on extrait de ses graines ont forgé une réputation solide à cette plante millénaire. Depuis plus de dix ans, un fait nouveau a vu le jour : la chènevotte a définitivement perdu son statut de résidu. Les particularités de celle-ci ont permis que se développe un matériau composite, le béton de chanvre, dont elle est le principal constituant.
En parallèle des chantiers jalonnant cette aventure, de nombreuses recherches furent menées pour mieux connaître les limites et potentiels de ce nouveau matériau. Si beaucoup reste à faire pour maîtriser les différents types de mise en oeuvre et pour préciser certaines propriétés encore mal connues, il est clair qu’une première étape est désormais franchie. En effet, on peut considérer que l’on est en présence d’une deuxième génération de mélanges et de techniques de mise en oeuvre dont la fiabilité peut être avérée.

On va aborder sommairement les évolutions qui caractérisent l’état de cet "art" au niveau des composants avant de s’intéresser aux bétons de chanvre proprement dit. Rappelons d’abord que les particules de chènevotte sont issues de la fragmentation de l’intérieur des tiges de chanvre. On comprend donc que la structure cellulaire et la composition de la chènevotte se rapprochent de celles de certains bois légers. La grande porosité des particules leur donne notamment des propriétés d’absorption et hygroscopiques particulières qui se répercutent sur les propriétés des bétons de chanvre. La chènevotte en vrac a une masse volumique faible, de l’ordre de 130 kg/m3, qui varie selon son état de compacité et les conditions ambiantes.
La chènevotte possède aussi des propriétés thermiques intéressantes que l’on a cherché à exploiter en l’utilisant comme matériau de construction. Dans un premier temps, sa nature végétale a poussé à la traiter avec des sels utilisés pour le traitement du bois. L’analyse de ces traitements montre qu’ils sont dans tous les cas des enrobages de surface et qu’ils ne transforment pas l’aspect macroscopique de la chènevotte.

Pour permettre de valoriser les particularités de la chènevotte dans un matériau de construction dont l’usage serait plus étendu, il était nécessaire de donner aux particules une certaine cohésion. On a donc cherché à l’associer à des liants minéraux afin d’obtenir ce que l’on a appelé le "béton de chanvre". En dehors du fait que peu de tentatives ont été effectuées avec de l’argile, l’expérience a montré que les spécificités de la chaux aérienne se marient bien à celles de la chènevotte. L’introduction de plâtre a parfois rencontré des problèmes de dégradations incontrôlées et l’usage de liants trop hydrauliques a engendré des problèmes de prise par une mauvaise disponibilité de l’eau en début de réaction. Dans les essais avec des liants hydrauliques, le traitement préliminaire de la chènevotte avec des sels n’atténue pas suffisamment le fort caractère hydrophile des particules, ceci est peut-être lié au fait que ces sels sont solubles en milieux aqueux. Ce traitement est dès lors considéré comme inutile pour réaliser un béton de chanvre de qualité dans la mesure où l’enrobage par un liant minéral adéquat a su se montrer suffisant pour garantir la durabilité du matériau.

L’usage de chaux aérienne seule s’est néanmoins montré difficile à concilier avec les impératifs des chantiers actuels. Cette base de chaux aérienne gagne à être complétée par un apport hydraulique et pouzzolanique afin d’activer sa carbonatation et de favoriser un durcissement à coeur plus rapide. La complexité des réactions chimiques sous-jacentes à cette pratique rend ses effets difficiles à maîtriser et il est donc toujours préférable d’être assisté d’un professionnel compétent ou de faire le choix de liants pré-formulés adaptés à cet usage.
Avant d’aborder les différentes propriétés des bétons de chanvre tels qu’ils sont conçus aujourd’hui, remarquons encore que les incidences mutuelles d’autres composants sur la qualité finale des bétons de chanvre sont encore peu étudiées. Si certaines recherches sont en cours sur l’influence des fibres, d’autres recherches, sur celle du sable, des fines ou d’autres composants, devraient aussi être initiées.

Pour faciliter l’étude et l’utilisation des bétons de chanvre, on a défini quatre mélanges en faisant principalement varier le dosage en liant. Leur dénomination se réfère à l’usage pour lequel ils sont le plus couramment utilisés, ce sont les mélanges "TOIT", "MUR", "SOL" et "ENDUIT" :

 Le mélange "TOIT" est une sorte de stabilisé de chènevotte, très isolant, mais peu résistant. Il convient pour l’isolation des rampants de combles habités ou pour le remplissage des caissons d’un solivage.

 Les mélanges "MUR" et "SOL" sont nés d’un compromis entre résistance mécanique et isolation thermique. Le premier permet de réaliser des murs banchés dans le cas d’ossature en bois noyée ou de restauration de colombage. Le second offre une meilleure résistance tout en restant léger. Cela permet la réalisation de toute sorte de couches isolantes et résilientes en terre-plein ou en dalle d’étage.

 Le mélange "ENDUIT" est quant à lui moins isolant mais comme il constitue lui-même la couche de finition, il se doit de résister aux chocs et à l’usure que cela implique. Il donne néanmoins des parois "subjectivement chaudes" qui améliorent considérablement le confort thermique de nos lieux de vie.

Le tableau ci-dessous reprend des dosages indicatifs, en masse et en volume, pour chacun des mélanges. Ceux-ci doivent bien sûr être adaptés selon les matériaux utilisés et les conditions de mise en oeuvre.

La première particularité dont il faut prendre conscience dans le cas d’un matériau comme le béton de chanvre est que sa porosité ouverte lui permet d’être un lieu d’échanges d’air et d’eau, gazeuse ou liquide. Il peut donc être considéré comme un matériau "perspirant". Si la dynamique des transferts au sein de ce type de matériau est le sujet d’études récentes, elle devrait être une priorité dans les recherches à venir sur les bétons de chanvre. Par leur comportement hygroscopique, la teneur en eau (w) des bétons de chanvre varie au cours de leur vie en oeuvre. Une approche méthodique devrait donc commencer par déterminer leurs caractéristiques anhydres (pour w=0%), afin de mettre ensuite en parallèle l’évolution de leurs performances avec celle de leur teneur en eau. C’est ainsi qu’il nous paraît préférable que l’ensemble des valeurs qui se rapportent à ce matériau soient, dans l’avenir, associés aux conditions de températures et d’humidité dans lesquelles elles ont été mesurées. L’idéal serait évidemment qu’elles soient aussi systématiquement vérifiées par des mesures in situ pour s’assurer de leur correspondance avec ce qui est rencontré dans la pratique.

Les recherches sur les bétons de chanvre effectuées jusqu’à ce jour ont permis de disposer de nombreuses valeurs utiles pour situer leurs diverses performances face aux autres matériaux de construction. Précisons les bornes dans lesquelles se situent les plus couramment utilisées d’entre elles :

 La masse volumique ? s’étend de 250 à 950 kg/m3 ;
 Le coefficient de résistance à la diffusion de la vapeur d’eau µ est entre 6 et 12 ;
 Le coefficient de conductivité thermique ? va de 0,1 à 0,2 W/m.K ;
 La résistance à la rupture en compression peut aller de 0,2 et 1 MPa, mais des résultats récents ont fourni des valeurs plus élevées, proche de 1,5 MPa, et l’origine de ces divergences doit encore être mise à jour.

Il faut faire remarquer que ces valeurs ne permettent de refléter que partiellement le confort ressenti dans les locaux dont les parois sont en béton de chanvre. Leur rôle de régulateur thermique, hygrométrique ou acoustique est à ce titre assez difficile à quantifier, bien que certaines propriétés puissent être mises en avant dans les recherches futures. On pense notamment à la diffusion thermique, dont découle la "chaleur subjective" d’une paroi, à l’inertie thermique, qui peut s’exprimer pour une paroi d’épaisseur donnée par le déphasage et l’amortissement des cycles de températures extérieures qu’elle permet, à certaines propriétés acoustiques face aux bruits d’impacts et aux vibrations...

Les recherches effectuées jusqu’à ce jour sur les bétons de chanvre ont donc permis de faire la lumière sur de nombreuses interrogations et elles ont permis de mettre au point différents mélanges et techniques de construction fiables. En outre, les références bibliographiques (rapports de recherche, comptes rendus d’études,...) sont désormais regroupés et nous offrent une base scientifique aisément exploitable.

Comme on vient de le voir, d’autres essais, aux niveaux hydrique, thermique, mécanique et acoustique ou sur l’influence de différents composants, sont néanmoins encore nécessaires. Il serait d’ailleurs aussi pertinent de préciser leur comportement au feu, au gel, de réaliser une analyse fouillée de leur cycle de vie (ACV), de s’interroger sur la possibilité de répercuter les connaissances acquises sur le développement d’autres matériaux de construction constitués de végétaux... Toutes ces recherches doivent permettre de connaître en profondeur ce matériau prometteur afin d’optimiser les systèmes constructifs qui correspondent aux différents mélanges que l’on a décrit. Après dix années, le potentiel des bétons de chanvre se confirme et s’étend, et on en conclut qu’ils participeront encore longtemps à la constitution d’une architecture toujours plus respectueuse de l’homme et de l’environnement.

L’association "Construire en Chanvre" a rassemblé de nombreux acteurs de la filière autour d’une cause commune. Cela a notamment permis de faire le point sur l’état des connaissances et des techniques liées à l’usage du chanvre dans la construction qui s’étaient accumulées depuis plus de dix ans. En plus des documents de synthèse sur les propriétés et sur les techniques de mise en œuvre des bétons de chanvre qui sont diffusés, plusieurs autres projets sont encore en cours, comme une enquête sur les réalisations ou une série de vidéos didactiques. Construire en Chanvre organise aussi de nombreuses visites et publie un bulletin de liaison. Pour tout renseignement : www.construction-chanvre.asso.fr ou tél. 06.81.49.56.41