Réduire les polluants dans nos logements sans renoncer leurs performances thermiques. La paille comme solution ?

D’après une étude de l’Observatoire de la qualité de l’air intérieur effectué entre 2003 et 2005, nous passons 67 % de notre temps en moyenne dans notre logement. Tandis que les matériaux industriels classiques (tels que le béton, les laines minérales ou les enduits et les joints acryliques) produisent des polluants dans l’air, la règlementation thermique (RT 2012) impose le recours à des matériaux plus complexes, plus coûteux et tout aussi polluants. Il existe pourtant des matériaux dits « biosourcés » qui émettent peu ou pas de polluants dans l’air tout en conservant des performances thermiques similaires. Parmi ces matériaux (tels que le bois, le chanvre, la ouate de cellulose) la paille se distingue : peu coûteuse, sa filière s’est organisée depuis une dizaine d’années pour valoriser son utilisation. Nous étudierons tout d’abord la paille : ses caractéristiques, son usage, son histoire et la manière dont elle est mise en œuvre dans les chantiers. Nous verrons ensuite comment la paille a été utilisée dans la construction d’un bâtiment à énergie positive de 500 m² près de Lyon en 2009. Dans la mesure où cet exemple démontre la simplicité de la construction en pailles et ses grandes performances thermiques, nous pourrons nous interroger quant à sa faible utilisation au regard des matériaux industriels. 


botte de paille
Botte de paille

La paille : un résidu dans l’agriculture

La paille est la tige d’une céréale sans épis ni grains. La paille est un matériau biosourcé, il est ainsi de classe A+ en ce qui concerne l’émission dans l’air (étiquette règlementaire allait de A+ à C). La paille présente des concentrations au 10 COV ciblés par l’étiquetage largement inférieur aux valeurs limites. Traditionnellement, ce matériau est utilisé comme litière pour les animaux d’élevage, comme alimentation animale en cas de pénurie de foin ou encore en compost pour la culture de champignon de Paris. Si l’on peut utiliser les pailles de riz, d’orge, de seigle ou d’autres céréales, la paille de blé est la plus utilisée en construction même si les pailles de seigle ou de riz sont plus performantes pour leur souplesse ou leur résistance à l’humidité. D’après l’Institut National de Recherche en Sciences et Technologies pour l’Environnement et l’Agriculture, le secteur agricole français produit jusqu’à 25 millions de tonnes de paille par an. Or d’après le réseau français pour la construction paille (RFCP), 10 % de cette paille produite annuellement permettrait d’isoler l’ensemble des 300 000 nouveaux logements construits chaque année. Historiquement, la paille a été utilisée aux États-Unis à la fin du XIXe siècle avec l’apparition des premières botteleuses, appareil qui récolte et conditionne la paille. En France, la première maison en paille est construite en 1920 : il s’agit de la maison Feuillette construite en bloc de paille sur une ossature en bois. Elle a été conçue par l’ingénieur Émile Feuillette dans un souci d’économie et de rapidité de mise en œuvre. D’une surface de 100 m² sur deux niveaux, la maison accueille aujourd’hui le Centre National de la Construction Paille. Ce matériau a connu un renouveau dans les années 1980, mais ce n’est que depuis une dizaine d’années que la construction de la paille s’est organisée en France autour du Réseau Français de la Construction Paille (RFCP), anciennement nommé les Compaillon. Cette association organise un inventaire des bâtiments construits en paille et des formations sur la construction en paille et elle développe un réseau de professionnels du domaine. Celle-ci estime à 5 000 le nombre de bâtiments en paille dont 500 construits chaque année.

Sur le plan de l’isolation, la paille n’est pas le matériau le plus performant. En effet, un isolant classique aura une conductivité thermique1 comprise entre 0,035 et 0,05 W/m.K alors que celle de la paille est comprise entre 0,05 et 0,075 W/m.K. Ainsi, pour obtenir le label de Passihaus, label allemand accordé aux logements neufs à faible consommation d’énergie, il est nécessaire d’avoir une couche d’isolant ayant une résistance thermique de 6,6 m²K/W. Cela signifie qu’il faudra une épaisseur de paille comprise entre 30 et 60 cm alors qu’un isolant classique n’en demandera que 15 à 20 centimètres. Cependant, contrairement aux isolants industriels la paille présente une caractéristique inestimable pour la qualité de l’air : c’est un matériau perspirant. Elle laisse ainsi passer la vapeur d’eau dans son épaisseur sans perdre ses propriétés isolantes. Nous pouvons aussi noter la résistance au feu de ce matériau. La paille est de classe E au feu : classe accordée aux matériaux qui ne propagent pas les flammes ni ne dégagent de gaz toxique. Les bottes de paille sont en effet tassées : l’absence d’oxygène dans les bottes s’avère empêcher la combustion ainsi que le pourrissement de la paille.

1 Pour bien comprendre l’évaluation de cette capacité, deux notions sont importantes : la conductivité thermique (λ) et la résistance thermique (R). La conductivité thermique évalue la quantité de chaleur qui va traverser en 1 seconde 1 m² d’un matériau épais de 1 m. Elle s’exprime en Watt par mètre kelvin W/(m.K) et plus elle est faible, plus le matériau est considéré comme isolant. Par exemple, la conductivité thermique du béton est de 1.58W/ (m.K), celle de l’acier est de 50 W/(m.K) et celle d’un isolant comme le polyuréthane est de 0,035 W/(m.K).

La résistance thermique (R) correspond quant à elle à la résistance isolante d’une couche d’un matériau. Plus cette mesure exprimée en m²K/W est grande, plus la couche est considérée comme isolante. Celle-ci s’obtient en divisant l’épaisseur (d en mètre) de la couche par la conductivité thermique du matériau R=d/λ. ainsi une couche de 20 centimètres de béton aura une résistance thermique de 0,12 m²K/W, une même couche d’acier aura 0.004 et une de polyuréthane une résistance de 5,7 m²K/W.

La paille peut être utilisée avec différentes techniques. La plus ancienne est la paille structurelle dite « de Nebraska » où les bottes de paille sont empilées de telle sorte à jouer un rôle structurel en plus d’être un isolant thermique. La technique la plus utilisée est celle du remplissage : cela consiste à remplir une ossature avec de la paille. La paille peut également être utilisée en préfabrication : des caissons en bois sont remplis de paille en atelier avant d’être utilisés sur le chantier. Cette technique est avantageuse, la paille étant mise en place au sec en atelier, cela évite que celle-ci soit mise en contact avec une humidité trop importante qui lui est néfaste au-delà de 20 %. Enfin la paille, peut être utilisée comme isolation thermique extérieure. Idéal pour la rénovation, la paille est fixée sur le mur existant dans une ossature secondaire ou y est collée. L’enduit est enfin une question assez importante concernant l’utilisation de la paille. En effet, les capacités perspirantes de la paille nécessitent l’utilisation d’un enduit adéquat. L’enduit de chaux est idéal en utilisation en extérieur sur des façades particulièrement exposées tandis que les enduits en terre permettent une bonne régulation de l’humidité en intérieur.

Un bâtiment de bureau de 500 m² en paille

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« maison paille » bâtiment administratif de la copérative « Les Jardins de Cocagne » © Stéphane Peignier

Le bâtiment ci-dessus de 500 m² a été conçu en 2009 près de Lyon par l’architecte Stéphane Peignier. Il accueille la coopérative « Les Jardins de Cocagne » qui crée des jardins biologiques collectifs à vocation d’insertion sociale et professionnelle. Le bâtiment est construit en ossature bois de Douglas comblée par des bottes de paille. Des enduits de terre sont ensuite projetés sur toute la surface avant l’application d’une couche de chaux hydraulique sur la façade nord. Les fondations du bâtiment sont en béton armé pour protéger la paille de l’humidité. La dalle est isolée en périphérie avec du liège ce qui permet une forte inertie. La pièce est maintenue à une température de 14 °C ce qui permet la conservation des légumes biologiques produits par la coopérative. La structure a été érigée en deux semaines et la paille a été posée en 5 jours sur les 450 m² de façade. Ce court délai s’explique par la facilité de mise en place du matériau, les adhérents ont par ailleurs participé à sa pose pour réduire les coûts du chantier.

Les matériaux utilisés sont issus de la production locale, ainsi, le bois de Douglas est produit et coupé à moins de 25 km du chantier, tout comme la paille non traitée qui a été produite à proximité. La construction devait être initialement un bâtiment passif consommant seulement 23 kWh/m²/an. Grâce à l’isolation en paille ainsi qu’aux 150 m² de panneaux photovoltaïques, le bâtiment est finalement à énergie positive avec une production de 15 kWh/m²/an. Le bâtiment est chauffé grâce un mur accumulateur d’énergie solaire transmise par une serre placée devant. Construit en brique de terre crue et en brique de terre cuite, il constitue le radiateur solaire du bâtiment. Un poêle à bois complète le chauffage de celui-ci. Enfin, l’eau chaude est produite grâce à des accumulateurs thermiques sur le toit et des panneaux voltaïques permettent la production d’électricité.

Un matériau qui souffre de préjugés

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Le loup souffle sur la maison de paille du cochon.
 Illustration de L. Leslie Brooke, extraite de The Golden Goose Book, Londres, Frederick Warne, 1905.

Dans le conte traditionnel européen, trois petits cochons en quête d’émancipations quittent leur mère. Le premier construit une maison en paille, le second une maison en bois et le dernier une maison en brique. Le loup arrive devant la maison en paille qu’il détruit d’un souffle avant de dévorer le loup. Ce conte ancré dans les esprits illustre un certain nombre de préjugés autour de la paille que nous proposons ainsi d’analyser.

Communément, la paille est considérée comme un matériau fragile. Par exemple, des cheveux cassants sont associés à de la paille. Contrairement aux idées reçues, des bâtiments construits aux États-Unis en 1880 en bloc de paille structurel tiennent encore debout et en bon état. C’est également le cas de la maison Feuillette, mentionnée plus tôt, construite en France et occupée depuis 100 ans.

            L’inflammabilité de la paille est aussi une idée commune. On parle ainsi de feu de paille lorsque l’on décrit quelque chose qui ne perdure pas. Or comme nous avons pu le voir précédemment, les bottes de paille résistent à la propagation du feu. De plus une fois enduite, celles-ci permettent même une diffusion de la chaleur. Par ailleurs en juin 2007, les architectes Sonia Cortesse et Bernard Dufournet ont remporté un appel d’offres de la ville d’Issy-les-Moulineaux pour la construction d’une maternelle sur deux étages. Ayant fait le choix de la paille pour un établissement à mission de service public, ces architectes, ces architectes ont fait face à un certain verrou psychologique chez les personnes chargées de la sécurité incendie concernant l’utilisation de la paille dans des établissements recevant du public. Pour y remédier, le laboratoire allemand CSTB a été mandaté pour effectuer des essais. Ces tests ont été effectués pour connaitre la réaction au feu du matériau et sa propagation dans un bâtiment de deux étages. La région PACA, où les agriculteurs n’ont pas les moyens de composter ou de se débarrasser de la paille de riz et de lavande, a financé à 30 % ces tests. Pour valider un matériau dans ce laboratoire, il faut que celui-ci résiste au feu durant 15 min. Il s’est avéré que la paille a pu résister pendant 90 min.

La réticence à utiliser la paille peut aussi s’expliquer par la difficulté à trouver des professionnels sensibilisés aux qualités du matériau. Malgré les précautions nécessaires lors de la mise en place de la paille (notamment la nécessaire protection de la pluie), celle-ci est assez légère et propice aux chantiers participatifs. Le lobbying des industriels auprès des professionnels du bâtiment encourage ces derniers à utiliser leurs matériaux. Cela commence dès l’école où trois associations pro-béton (Assocation pour la valorisation de la qualité esthétique et technique de l’architecture en béton, le CIMbéton et la Fondation de l’Ecole Française du Béton)  organisent le Trophée Béton, un concours qui récompensent l »es futurs professionnel [en les poussant] à s’interroger sur les qualités esthétiques, techniques et environnementales du matériau béton ». C’est également le cas du réseau « Construiracier » qui organise deux concours : Construire Acier et Trophée Eiffel autour de la construction métallique. Ces deux concours disposent d’une grande visibilité dans le milieu de la construction (les différents médias du BTP en font la promotion) et sont souvent des tremplins pour des jeunes diplômés en architecture. De plus, des lobbyistes comme le  Syndicat National des Bardages et Vêtures Isolés (SNBVI) créé en 2013 facilitent le travail des parlementaires et des législateurs en finançant des études et étayant des arguments en leurs faveurs. Enfin, les industriels disposent d’ingénieur et d’économiste au sein de leur entreprise qui propose gratuitement leurs services aux artisans du BTP  ce qui décourage les ouvriers à se former sur l’utilisation de matériau biosourcé comme la paille.

Enfin, la paille présente un intérêt idéologique très fort. Il y a en France une crise de l’agriculture. Entre burn-out et dépression, un tiers des exploitants touchent à peine 4500 euros par an. Les agriculteurs n’ont plus l’impression de nourrir la France, d’avoir un rôle bénéfique pour la société. Vendre la paille considérée jusque-là comme un déchet, permettrait de leur amener une source de revenu complémentaire et surtout du sens dans leur travail. La paille fonctionne en effet en circuit court et les agriculteurs pourraient voir directement bénéfices de la matière qu’ils produisent.

Bibliographie

  • Livre

Entre paille et terre. Goutte de Sable. Tom Rijven. 1 Septembre 2007, 159 pages.

Maison en paille Gernot Minke et Friedemann Mahlke, 3 août 2009, 144 pages.

  • Sites internet
  • Vidéo
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