Les terres excavées sur les chantiers de BTP finissent en général en centre de stockage, au mieux en remblais. Pourtant, lorsqu’elles sont composées d’une forte proportion d’argile, ces terres peuvent se substituer aux matériaux de construction classiques en béton. Depuis des millénaires, la terre crue a été utilisée pour bâtir des cités en Afrique ou en Europe. Aujourd’hui, plusieurs initiatives la remettent au goût jour sous forme de briques ou d’enduits. Des filières locales pourraient émerger d’ici quelques années en France, en Belgique et en Suisse.

Avec le plein essor des grands chantiers de construction, de rénovation et de réaménagement urbain, plusieurs régions et agglomérations européennes sont confrontées à la gestion de leurs déblais, en conformité avec les réglementations environnementales. En Ile-de-France, entre 20 et 35 millions de t/an de déblais seront générés d’ici à 2026. Les chantiers du Grand Paris produiront l’équivalent total d’ici 2030 de 400 millions de tonnes de déblais. La plupart de ces terres excavées seront sans doute enfouies, une partie servira aussi de remblais pour combler les carrières ou finir en techniques routières. Mais peut-être aussi qu’une infime portion terminera sous une forme plus noble, celle de matériau de construction. C’est en 2018, que le projet Cycle Terre a vu le jour. Lancé sur trois ans, il doit permettre la mise en place d’une filière de production de terre crue, à partir des déblais de chantiers franciliens. Autour de la table, 13 partenaires d’horizons variés (Ville de Sevran, Grand Paris Aménagement, Antea Groupe, la Société du Grand Paris, Quartus, Joly&Loiret, Compétences Emploi, IFSTTAR, Sciences Po, CRAterre, AE&CC, amàco, ECT) et à la clef, la construction d’une fabrique de briques, d’enduits et terres formulées à Sevran en Seine-Saint-Denis. Le budget s’élève à un total de 6,1 millions d’euros dont 4,9 millions d’euros financés par l’Europe, comme Actions Innovatrices Urbaines, une initiative européenne qui soutient la mise en oeuvre de solutions innovantes par les collectivités.

La commune de Sevran accueille deux chantiers de gare dans le cadre du Grand Paris Express. Pour son élu, Sevran représentait l’endroit idéal pour expérimenter la valorisation des déblais. A cela s’ajoute la dimension sociale du projet. Ville sinistrée sur le plan économique avec un fort taux de chômage des jeunes, Sevran accueille ce projet comme une opportunité pour relancer sur son territoire une activité économique locale et développer de nouvelles formations attractives pour la population. C’est ainsi que l’aménagement d’un démonstrateur au départ du projet s’est transformé aujourd’hui en site de production destiné à durer, d’une capacité de 10 000 tonnes de matériaux chaque année. Quantité négligeable comparée au gisement potentiel, certes, mais si la filière de transformation voit le jour, l’objectif sera de multiplier les sites de production de terre crue en Ile-de-France, proches des gisements et prête à l’emploi pour des applications locales, explique Silvia Devescovi, cheffe de projet Cycle Terre : « notre projet repose sur des pratiques et des produits ancestraux, bien connus en Afrique depuis des millénaires mais aussi dans certaines régions française avec le pisé ». Cela tombe bien car en Ile-de-France, la composition des terres (graviers, sable et argile) convient parfaitement à la production de terre crue.

Matériaux 100 % naturels

Le projet se divise en plusieurs étapes. Alors que le confinement a stoppé net toute activité économique, le démarrage du chantier de la fabrique a dû être repoussé. Les partenaires de Cycle Terre espèrent qu’il pourra être relancé d’ici quelques mois et achevé à l’été 2021. En attendant, il s’agit de travailler sur la formulation des terres à partir des matières disponibles localement. « Aujourd’hui, nous voulons prouver avec Cycle Terre que des matériaux 100 % naturels, sans adjuvant chimique et exploités en circuit court, peuvent servir à des constructions diverses, selon leur composition riche en argile, en sable, en fibres ou en graviers, souligne Sylvia Devescovi. Aujourd’hui, nous sommes habitués à l’emploi du béton pour construire aussi bien des cabanons de jardins que des ponts. Ses caractéristiques et sa résistance sont dans beaucoup de cas, démesurées par rapport à l’usage que l’on veut en faire. La terre crue peut dans ce cas tout à fait remplacer du béton pour intégrer des bâtiments de deux ou cinq étages, y compris pour construire des murs porteurs ». Le projet est accompagné par le CSTB dont le travail consiste en ce moment à évaluer et à mettre en place une méthodologie de test, capable de spécifier les applications pour différents types de formulations de terre crue. En parallèle, le BRGM devrait collaborer avec Antea pour cartographier en 3D les sites d’excavation d’Ile-de-France. Société privée impliquée dans la planification urbaine et l’économie circulaire, Antea agit en qualité d’expert en gestion du sol et en contrôle des systèmes de données des matériaux.

Un coût de 10 à 15% plus élevé pour la terre compressée

Le projet a déjà permis la réalisation de quelques prototypes, murs et cloisons qui ont prouvé leur résistance et esthétique. Plusieurs gammes de matériaux seront disponibles : la brique compressée sera fabriquée à partir de terre préalablement broyée, tamisée et compressée. La presse existante est actuellement en cours d’adaptation pour son nouvel usage. Le site pourra également produire des panneaux de terre extrudés, mélangés à de la fibre végétale. D’autres produits sont envisagés comme des mortiers et des terres formulées disponibles à la vente pour les artisans. Pour ces produits, la réglementation impose la sortie de statut de déchets à la condition pour la fabrique de devenir une ICPE (installation classée pour la protection de l’environnement). Sur le plan économique, le surcoût lié à l’emploi de briques de terre crue est estimé entre 10 et 15 % sur la base de deux parois internes, intégrées au bâtiment.

Hormis ce frein financier surmontable à plus long terme, car compensé par les avantages techniques et environnementaux du matériau, le coût temps représente peut-être le plus important à franchir à court terme selon la cheffe de projet Cycle Terre : « il faut réapprendre à utiliser ce matériau et à le transformer. Celui-ci demande une nouvelle approche et des compétences que les artisans et les maîtres d’ouvrage ont perdu. Cela veut dire aussi développer de nouveaux apprentissages et rallonger les délais de mise en oeuvre ; accepter des écarts de performances du matériau par rapport au ciment ». Heureusement, certains acteurs public jouent le jeu comme la Ville de Paris, Nanterre, Rosny-sous-Bois ou Châtenay-Malabry. Ces collectivités donnent déjà l’exemple en choisissant ce matériau pour certains de leurs bâtis. L’image négative que la terre crue peut véhiculer en province, liée à l’époque rurale et paysanne, n’est pas présente en Ile-de-France. « Nous ne sommes pas confrontés ici à des préjugés vis-à-vis de ce matériau. Il faut juste sensibiliser et convaincre les professionnels du BTP de se lancer dans cette aventure et de s’engager sur le long terme ».

Un gisement de qualité à Bruxelles

A quelques centaines de km de Paris, la région de Bruxelles possède un gisement de terres de grande qualité, grâce notamment à la présence de sablon et d’argile dans le sol. Il y a environ deux ans, le cabinet BC architects & studies, spécialisé dans la construction en terre crue, a lancé une spin-off pour développer une filière locale de transformation de terre crue issue de déblais de chantier. Ici, les ressources proviennent des chantiers locaux, nombreux à court et moyen terme en particulier dans la rénovation de quartiers d’habitations. BC materials mélange les terres de différents sites et couches géologiques pour obtenir une reformulation (la «recette») de matériaux durables et performants. Pour ce faire, l’entreprise collabore avec plusieurs partenaires : BC architects & studies ; le laboratoire CRAterre (ENSA Grenoble) spécialisé dans la recherche sur la terre crue depuis les années 1970 ; le Cercle by Smart2Circle, réseau belge des start-ups et entreprises de l’économie durable et circulaire ; le Laboratoire de géo-mécanique (BATir, ULB), spécialisé dans l’analyse des comportements des sols ; Esher, bureau d’étude agréé (RBC et Flandre) et spécialisé dans la pollution des sols ; le Techno Campus Gent (KUL).

En 2019, le site de production a pu sortir lors de sa première année d’activité, 100 tonnes de matière sous formes de brique et pisé, moyennant un investissement de 100 000 euros. Retenue par le programme BeCircular Bruxelles, l’entreprise a été lauréate du fond SE’NSE, qui a investi 50 000 euros supplémentaires. « Nous pouvons également travailler directement sur chantier, grâce à une unité de production mobile et flexible. Ce qui permet de réduire le transport au strict minimum. Avec le temps et l’expérience, nous avons acquis une expertise, tant sur les mélanges que sur la nature de ce matériau. Cela permet de récupérer différentes terres excavées de sources hétérogènes et d’en faire ensuite des mélanges reformulés » souligne Anton Maertens, Business Développeur de BC materials. Pour franchir une nouvelle étape, les partenaires de l’entreprise collaborent aujourd’hui à la création d’un cadre normatif pour l’emploi de ces terres crues en construction. Des travaux sont en cours, s’inspirant notamment des normes en vigueur en Allemagne, relativement avancé dans ce domaine. Selon Anton Maertens, la demande est croissante, en particulier pour les enduits de terre. Les briques restent malgré tout beaucoup plus chères (+50%) que les briques cuites ou en ciment, limitant encore leur utilisation : « Et pourtant, elles possèdent de nombreux avantages, en améliorant la qualité de l’air et l’acoustique. Le changement est néanmoins perceptible au niveau de la commande publique à Bruxelles comme en Wallonie ». En 2020, BC materials table sur le triplement de sa production avec des projets en Flandres et en région wallonne.

Le Green Deal européen encourage la filière BTP à devenir plus sobre et plus circulaire. La crise sanitaire que l’Europe vient de traverser, pourrait accélérer le processus : « nous bénéficions d’une ressource locale que l’on peut transformer sans recourir à des énergies fossiles. En ce sens, la filière de terre crue promeut l’emploi de matières premières de proximité et le recours à un savoir-faire non délocalisable. Le Covid19 doit nous faire prendre conscience que cette activité est écologique en misant sur une logistique et une production optimisées en réduisant la consommation de CO2 » insiste Anton Maertens.

Terrabloc creuse son sillon en Suisse romande

A l’instar des projets francilien et bruxellois, la start-up genevoise Terrabloc s’inscrit dans la même démarche d’écologie industrielle avec quelques années d’avance. Le marché relatif au périmètre genevois est estimé à 1000 tonnes par an, et il est en croissance, affirme Rodrigo Fernandez, l’un des co-fondateurs de Terrabloc. L’entreprise est sortie de terre en 2013, fruit de l’association entre un ingénieur en matériaux, Rodrigo Fernandez et un architecte, Laurent de Wurstemberger. Après sept ans d’existence, le process a évolué vers une dimension industrielle et une meilleure visibilité s’installe sur ce marché de niche. « L’activité croît de façon régulière, et nous avons établi des partenariats depuis plusieurs années avec des entreprises bien implantées dans la région, soit pour l’approvisionnement en déblais terreux, soit pour la production, voire même le transport de marchandises », explique Rodrigo Fernandez. La demande provient essentiellement des maîtres d’ouvrages, qui sollicitent leurs architectes pour intégrer les briques de terre compressées. Résultat, un chiffre d’affaires multiplié par quatre entre 2017 et 2019. Les normes suisses dans la construction sont très strictes mais l’avantage ici, selon Rodrigo Fernandez est qu’il n’y a pas de bureaux de contrôle. Si le maître d’ouvrage et l’ingénieur civil du projet sont d’accord et considèrent que les caractéristiques des ouvrages sont conformes, alors Terrabloc peut fournir la terre crue.

Conserver une ligne artisanale pour des projets participatifs

Les terres excavées sont identifiées et choisies selon la granulométrie et la sédimentation, mais surtout par expérience. Toutes les terres ne sont pas utilisables reconnaît l’ingénieur en matériaux : « le facteur déterminant est surtout la teneur en humidité lors de l’excavation. Si elle est trop mouillée, elle est plus difficile à recycler ». Particularité des matériaux Terrabloc, l’ajout d’environ 5 % de ciment ou de chaux à la terre crue. Histoire surtout de rassurer le client, confie l’ingénieur. Pour son activité de valorisation, l’entreprise perçoit une taxe de décharge, entièrement réinvestie dans la préparation de la matière première : « on ne peut pas passer de la terre en place au moulage de briques sans une étape importante de conditionnement de la matière, techniquement complexe et coûteuse », confie Rodrigo Fernandez. Comme en France ou en Belgique, les briques Terrabloc coûtent en moyenne de 10 à 20 % plus cher que la brique en terre cuite de parement, produit équivalent pour la maçonnerie apparente. Pour rendre ce matériau plus attractif localement, Terrabloc poursuit son travail d’expertise et de sensibilisation auprès des étudiants, des écoles et des professionnels de la filière, tout en garantissant la qualité des ouvrages dans la durée, pour rassurer les clients sur ces nouveaux produits. A son actif, déjà une quinzaine de chantiers en Suisse romande. La commande publique genevoise a également permis à l’entreprise d’accéder à la construction et à la rénovation de bâtiments administratifs et culturels. A terme, les fondateurs de Terrabloc peuvent s’adapter à de nouveaux modèles économiques, car ils disposent d’une ligne industrielle, grâce au partenariat noué en 2018 avec un fabricant de produits BTP. Toutefois, ils souhaitent conserver leur ligne artisanale pour des projets participatifs, plus compatibles avec une production sur chantier, et l’emploi de terre du site avec l’aide des futurs habitants.

Crédits : amaco, Thomas Noceto

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