L'argile comme liant

Pourquoi utiliser l'argile comme liant

Les propriétés de l'argile en tant que liant sont généralement faibles par rapport au ciment et réversibles avec de l'eau. Les bâtiments en terre instable ont un risque d'érosion, à moins que des précautions de conception spéciales soient prises pour réduire l'exposition à la pluie et à l'humidité.

D'autre part, des stabilisants et autres additifs ou des méthodes telles que le compactage et l'optimisation de la taille des grains permet de réduire le gonflement, le rétrécissement et la fissuration, augmentant la force et la résistance à l'eau, permettant ainsi l'économie dans la construction.

Lorsque l'argile est mélangée avec de l'eau, elle devient malléable, plastique ou liquide, ce qui permet de la modeler. Lors du séchage, l’argile se fixe et recouvre ses propriétés de cohésion, et peut ainsi lier la terre ensemble.

La plupart des sols se composent d'argile avec des proportions de limon, de sable et de gravier. Les plus grosses particules donnent une structure à la terre, tandis que l'argile les lie ensembles et dans une grande mesure prévoit la cohésion.

La terre est un matériau de construction prêt à l’emploi et n’a besoin que de peu de traitement. En règle générale, un mélange assez humide avec des proportions plus élevées d'argile est utilisé pour le moulage et la propagation des applications, tandis qu'un mélange avec moins d'argile est mieux adapté à la compaction dans un état moite ou humide.

Conception de bâtiments

Pour la longévité, la terre ne devrait être utilisée que là où elle n’est pas sujette à l'eau ou à l'humidité et, pour profiter au maximum, les dessins et les techniques appropriées de construction doivent être choisis. Des designs optimum dépendront beaucoup de l'environnement (drainage naturel, nappe phréatique ...), du climat (précipitations, la quantité et l'intensité des vents pendant les pluies ...), et des pratiques d'entretien des utilisateurs, ainsi que de la sensibilité du sol à l'eau.

Figure 2: maison privée construite dans la ville d'Amran au Yémen en 1985 © CRATeere / EAG

Stabilisation

Afin de réduire ou d'éliminer complètement la réversibilité de sa cohésion et le gonflement, la terre peut être stabilisée par un large éventail de stabilisateurs physico-chimiques.

Des stabilisateurs traditionnels, qui sont généralement obtenus ou dérivés de substances naturellement présentes, sont principalement utilisés avec les techniques traditionnelles de construction. Elles sont de trois types différents: les colles (gomme arabique, la colle animale ...), produits huileux (beurre de karité, huile de lin ...) et des tanins (l'urine de cheval, la décoction de l'écorce d'arbre néré ...). L'efficacité de ces produits est très variable, et dépend souvent des compétences locales. Peu d’entres-eux ont été scientifiquement étudiés même si beaucoup peuvent être très efficaces.

Les stabilisateurs industriels principaux sont le ciment, la chaux et le bitume. Une information compréhensive existe à ce sujet. Beaucoup d'autres produits de synthèse ont été essayés, mais leur performance est discutable, et il existe des doutes sur leur rapport coût-efficacité.

Types d'argile et de terre

Les proportions des différents composants d'un sol naturel (argile, limon, sable, graviers et cailloux) sont très variables. Pour la construction, l’idéal serait d’avoir une terre ayant une composition granulométrique continue.

Un autre point fondamental est que la qualité de l'argile obtenue peut être très variable dans la composition et les caractéristiques.

Les trois principaux types d'argiles sont les suivants:

• kaolinite, qui est relativement stable et a une cohésion relativement faible;
• illite, qui a une stabilité et une cohésion moyenne;
• montmorillonite, qui est très sensible à l'eau et a une forte cohésion.

Un sol contient habituellement une combinaison de ces types d'argiles.

Bien que les propriétés des différents sols sont très variables, il y a des sols caractéristiques (latérites, terra rossa, les sols de coton noir, loess, les sols salins et les sols alluviaux) dont les propriétés sont relativement bien connues.

Convenance des sols

Certains sols sont adaptés pour être utilisés sans aucun additif. D'autres peuvent être améliorés (par addition de matières inertes ou par une stabilisation physico-chimique des argiles). Enfin, certains ont dû être rejetés (surtout les sols à forte teneur en argile ou avec de l'argile montmorillonite).

Il y a des exigences générales quant à la convenance d'un sol pour la construction, mais les autres conditions sont spécifiques à une application particulière de la construction.

Pour obtenir un bon matériau de construction, solide et facile à utiliser, la proportion d'argile dans le sol devrait être de 15 pour cent en moyenne.

Toutefois, selon la cohésion de l'argile par rapport à la surface spécifique des éléments inertes, une teneur en argile généralement de 10 à 20 pour cent serait acceptable. Le sable devrait être de 40 à 80 pour cent, le gravier de 0 à 40 pour cent et le limon de 10 à 25 pour cent.

Si la teneur en argile dans le sol est trop élevée, certains minéraux (sable, gravier...) ou des fibres (paille, cheveux ...) peuvent être ajoutés.

Identification des sols

Quelques essais simples sur le terrain peuvent être effectués pour estimer les proportions des éléments dans le sol afin d'évaluer sa convenance et d'indiquer combien d'agents stabilisants sont à utiliser. Ils sont également très utiles pour le contrôle de la qualité.

Toucher la texture du sol donne une indication de la proportion de sable et de gravier ainsi que, lorsqu'il est mouillé, cela indique sa cohésion et sa force. En laissant la terre se déposer dans l'eau d’un récipient transparent, la taille des différentes couches indique les proportions des composants.

Le test 'cigar'

Pour estimer la cohésion faire une briquette de terre et observer si le rétrécissement est excessif après le séchage. Après cela, on peut estimer la cohésion par l'effort nécessaire pour le casser. Vous pouvez aussi rouler un cigare (3cm de diamètre) à partir d'un morceau de terre humidifiée et bien pétrie et le pousser délicatement dans la paume de la main jusqu'à ce qu'un morceau se détache.

Si la longueur de cette pièce est inférieure à 5 cm, la terre contient trop de sable, entre 5 et 15 cm, elle est bonne, plus de 15 cm, elle contient trop d’argile.

Des tests de laboratoire de base ont également été élaborés et sont des indicateurs plus précis.

Utilisation des argiles pour mortiers et plâtres

Une application importante de la terre pour la construction, stabilisée ou non, est contenue dans les mortiers, les enduits et les plâtres. Une condition essentielle de ces applications est que les matériaux utilisés ne doivent pas être beaucoup plus fort que les fonds, sinon les fonds peuvent être endommagés.

Les plâtres ou enduits sont importants dans la protection des murs contre les dommages causés par la pluie, le vent et l'abrasion, ainsi que pour l'effet décoratif, et les matériaux à base de terre sont très souvent utilisés. Deux brochures supplémentaires dans cette série décrivent ces applications importantes des argiles comme matériau de construction.

Figure 3: Eglise construite en pisé (terre battue) à Charancieu dans la région Dauphiné de la France © CRATerre / EAG

Figure 4: La Kasbah du Glaoui à Ouarzazate au Maroc. Construit au début du 20e siècle © CRATerre / EAG

Références et autres lectures

Additives to Clay: Organic additives derived from Natural Sources, Practical Action Technical Brief

Additives to Clay: Minerals and synthetic additives, Practical Action Technical Brief

Mud Plasters and Renders: An Introduction Practical Action Technical Brief

Mud as a Mortar Practical Action Technical Brief

Earth construction, A comprehensive guide, CRATerre, ITDG Publishing, 1994.

Building with earth, CRATerre, Mud Village Society, Delhi, India, 1990.

Building with earth, A handbook, 2^nd Ed., J. Norton, ITDG Publishing, 1997.

Soil preparation equipment (product information), GATE

Earth building materials and techniques, Select bibliography, CRATerre, GATE, 1991.

The basics of compressed earth blocks, CRATerre, GATE, 1991.

Appropriate building materials, A catalogue of potential solutions, 3rd Ed., R. Stulz, K. Mukerji, SKAT/ITDG Publishing, 1993

Earthen Architecture, Hands On Brief, ITDG/TVE, Series 1,
http://www.tve.org/ho/doc.cfm?aid=395&lang=English

Compressed Earth Blocks: Vol. 1, Manual of Production, Vince Rigassi, CRATerre-EAG, GATE/GTZ, 1985, http://www2.gtz.de/Basin/publications/books/CEBVol1.pdf

Contacts utiles

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B. P. 53, F-38092 Villefontaine -CEDEX
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Tel: +91 413 262 3064/262 3330
Fax: +91 413 262 2886
Website: http://www.earth-auroville.com/

Références et autres lectures

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Pour consulter le document original suivez ce lien: http://www.practicalaction.org/?id=technical_briefs_construction

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