thumb|La terre est utilisée par de nombreuses espèces animales pour construire des nids, galeries, opercules de nids, parfois mélangée à de la salive ou à des excrétats la solidifiant. C'est le cas de certaines abeilles solitaires qui construisent leur loge en terre, ou des osmies qui utilisent la terre pour boucher leurs galeries de ponte. thumb|Les termites font partie des grands constructeurs. Seules certaines espèces utilisent la terre pour construire les termitières. D'autres utilisent des fibres végétales.
La terre crue désigne un mélange ou un matériau fini composés de terre non cuite, et non adjuvantée de liants hydrauliques tels que le ciment ou la chaux. Le mélange peut être éventuellement adjuvanté de composants naturels et réversibles.
En construction, les termes consacrés sont multiples, mais ils désignent tous un matériau de base constitué par une pâte ou une boue contenant plus ou moins d'argile ou de limon éventuellement dégraissée au sable et fibrée de foin, de paille ou d'autres fibres végétales, additionnée de différents matériaux qui vont modifier ses propriétés (chaux, urine de bestiaux). Ce matériau est utilisé comme mortier (mortier de terre) ou est appliqué comme enduit, utilisé en remplissage d'une ossature (torchis, hourdage, bousillage) ; il est parfois empilé (bauge, gazon), coffré (pisé, bauge coffrée, torchis coffré), découpé ou modelé sous forme de briques crues (adobe, banco, brique de terre compressée ) ou simplement foulé au sol (terre battue).
La terre crue a sur la terre cuite l'avantage d'être moins dispendieuse en énergie, moins polluante. Ayant tendance à se diluer dans l'eau, elle doit toutefois être protégée des sources d'humidité. La terre crue est appréciée pour ses propriétés de régulation de température et d'humidité.
Composition de la terre crue
La terre crue est un matériau minéral granulaire, composé de matière solide, liquide et gazeuse. La fraction solide est constituée de grains : cailloux (taille exprimée en centimètres), graviers (de à ), de sables ( à ), limon ( à ), argile, qui sont des plaquettes plutôt que des grains (taille inférieure à ) et oxydes métalliques qui ont des propriétés colorantes (taille également inférieure à ). La fraction liquide est constituée d'eau et de corps organiques et minéraux dissous dans cette eau. La fraction gazeuse est constituée d'azote, d'oxygène, de gaz carbonique, ainsi que de gaz issus de la vie présente dans la terre (hydrogène, méthane). Les fractions liquides et gazeuses subissant des modifications très rapides, on caractérise traditionnellement un sol par sa fraction solide, ce qui se traduit par l'étude de sa granulométrie.
Lors de l'utilisation de la terre crue pour réaliser un ouvrage, la fraction liquide est à prendre en compte avec autant d'attention que la fraction solide. Les limites entre les principaux « états hydriques » (solide, plastique, liquide) sont déterminées par le test dit des limites d'Atterberg : en présence de très peu d'eau, la terre peut être compactée dans des coffrages (technique du pisé), lorsqu’on en rajoute progressivement, on passe à un matériau plastique et malléable (moulage dans des petits coffrages en bois pour façonner des briques), puis à une terre visqueuse (utilisée comme un mortier de terre ou comme enduit) et enfin à un liquide, mélangé sous forme de barbotine à des fibres comme la paille ou les copeaux de bois.
Essentiellement composée de granulats (cailloux, graviers, sables et silts) et d'un liant (la pâte formée par les argiles et l'eau), la terre crue fait partie de la famille des bétons (le béton de terre) aux côtés du béton de ciment. C'est l'un des plus anciens matériaux composites.
Caractéristiques physiques de la terre crue
Masse volumique La masse volumique est liée à la quantité de matière gazeuse présente dans la terre. Elle varie de à pour de la terre foisonnée (dans un tas de terre par exemple). Cette valeur augmente à la suite d'une mise en œuvre par compactage (pisé par exemple). On obtient alors typiquement une masse volumique de .
Les mélanges amendés en paille sont plus légers, en terre-paille, la masse volumique est de à .
Résistance mécanique La terre crue est un matériau s'apparentant au béton. Du point de vue mécanique, elle fonctionne comme ce dernier, uniquement en compression ; les valeurs de résistance à la traction, à la flexion et au cisaillement sont très faibles. La terre mise en œuvre de manière monolithique (pisé, bauge) a généralement une résistance à la compression d'environ (). Les éléments de maçonnerie (adobes) ont des résistances à la compression pouvant aller de à ( à ). L'adjonction d'éléments fibreux (paille par exemple) permet de conférer au mélange une certaine résistance en traction, flexion et cisaillement, mais elle reste néanmoins négligeable.
Aspects thermiques Contrairement aux idées reçues, la terre n'est pas un matériau isolant. En revanche, elle possède une excellente inertie thermique. Cela se traduit par une régulation des différences de températures intérieures (en été, dans un habitat en terre crue, il fait plus frais le jour car le mur se rafraîchit la nuit, rendant cette fraîcheur le jour). Voici quelques valeurs, pour une terre à : conductivité thermique : ; chaleur spécifique : ; capacité thermique : effusivité thermique : 1,00 J/(racine carrée de la capacité thermique).m².°C.
Ainsi, un pisé à possède une capacité thermique de .
Aspects acoustiques
État de l’art Les chercheurs s’efforcent de favoriser le déploiement à grande échelle de la terre crue dans le secteur de la construction. À cette fin, des initiatives nationales comme le Projet National Terre Crue ont vu le jour pour lever les obstacles à son adoption massive. En matière de propriétés acoustiques, deux aspects principaux sont particulièrement étudiés :
L’isolation acoustique, qui concerne la réduction de la transmission des ondes sonores d’un espace à un autre. L’absorption acoustique, qui vise à limiter la réverbération des ondes sonores et à améliorer le confort sonore dans les espaces intérieurs.
La terre crue, selon sa méthode de mise en œuvre, peut être particulièrement efficace pour la correction acoustique des salles, ce qui en fait un matériau prometteur pour les environnements nécessitant une gestion précise de l’acoustique.
Comportement acoustique de la terre crue Pour évaluer les performances acoustiques des différentes techniques de mise en œuvre de la terre crue, des essais ont été réalisés en laboratoire et à grande échelle . Les principales nuisances sonores ciblées par ces recherches sont liées aux basses fréquences, comme celles générées par les infrastructures routières et les véhicules. Ces fréquences, particulièrement difficiles à atténuer, justifient l’étude approfondie des propriétés acoustiques de la terre crue dans ce contexte .
Facteurs influençant les performances acoustiques de la terre crue vignette|Photo prise au laboratoire LTDS de la face extérieure d'un mur en terre crue La terre crue est un matériau hétérogène dont les performances acoustiques dépendent de plusieurs paramètres :
La méthode de mise en œuvre : influence directement la structure interne du matériau. La porosité : un facteur clé dans l’absorption et la transmission des sons . La masse volumique : une densité plus élevée, favorisée par une proportion importante de sable dans la composition, améliore l’isolation acoustique .
Ces propriétés rendent la terre crue adaptée à une utilisation variée en construction, mais nécessitent encore des études approfondies pour en optimiser les performances.
Champ d’étude actuel Aujourd’hui, de nombreux travaux de recherche se penchent sur les propriétés acoustiques de la terre crue. Des initiatives comme le Projet National Terre Crue ont pour objectif de développer des abaques et des outils pour caractériser et prédire le comportement acoustique de ce matériau . Cependant, il s’agit encore d’un domaine de recherche émergent qui demande à être approfondi pour faciliter une intégration systématique de la terre crue dans les projets de construction. L’enjeu est également de sensibiliser les professionnels et d’adapter les réglementations acoustiques aux spécificités de ce matériau.
Enjeux sociétaux La loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte du sur la transition énergétique fixe l’objectif de diminuer de 87% les émissions dans le bâtiment d’ici 2050, ce qui nécessite entre autres de s’intéresser au cycle de vie des matériaux utilisés. En termes d’émissions carbone, la terre crue possède le grand avantage d’avoir une énergie grise presque nulle (elle ne nécessite aucune réaction chimique et peut être excavée de chantiers voisins) et d’être entièrement recyclable. De plus, ses propriétés hygrothermiques permettent de réduire la consommation énergétique des bâtiments.
Par ailleurs, les propriétés acoustiques de la terre crue favorisent un environnement sonore de qualité, ce qui améliore le confort et la santé des usagers .
Pour permettre de déployer à grande échelle la construction en terre crue, en plus des Guides de bonnes pratiques publiés en 2019, le Projet National Terre Crue a été lancé en 2017. Il vise à lever les freins culturels, socio-économiques, techniques, assurantiels et réglementaires identifiés pour ce secteur. Ce plan finance différents projets de recherche pour développer les connaissances concernant les performances, notamment acoustiques avec le projet CarAc’Terre, des différentes techniques de terre crue. Ces nouvelles connaissances en libre accès aident artisans et fabricants à utiliser une technique de terre crue adaptée à leur projet et terrain, afin de limiter les transports.
Histoire de la céramique et de la sculpture
Toutes les civilisations ont connu, avant l'utilisation de la terre cuite, une poterie réalisée en terre crue.
Une terre argileuse destinée à la cuisson est souvent appelée « glaise » ou « terre glaise ». Suivant sa destination, on lui a donné divers noms : terre à four, terre à brique, terre à pipe, terre à potier, terre à porcelaine (le kaolin)
vignette|center|upright=1|Bodhisattva. . Terre séchée provenant de Tumshuq. Art sérindien du Xinjiang. Musée Guimet vignette|center|upright=1|Maximilien Robespierre, buste en terre sèche par Claude-André Deseine, 1791, (musée de la Révolution française). De nombreuses sculptures ont été réalisées en terre crue, ou terre séchée. L'art gréco-bouddhique, au Gandhara et dans les oasis du Xinjiang, l'art sérindien ont pratiqué ainsi pour les sculptures bouddhiques. C'est aussi le matériau retenu pour des figures martiales de gardiens, protecteurs du Bouddha et de la Loi bouddhique, au Japon à l'époque de Nara. Les sculpteurs français, surtout aux ont soigneusement conservé cet état de certaines de leurs sculptures, comme Houdon ou Deseine.
Histoire de la construction en terre crue
La terre crue a été utilisée dans la construction depuis des milliers d'années et environ 30 % de la population mondiale vivent dans des structures en terre, tout particulièrement dans les pays en voie de développement. L'histoire de la construction en terre est mal connue, trop souvent éclipsée par l'attention accordée en Occident à la pierre ou au bois, matériaux considérés plus « nobles ». La terre est cependant associée aux époques décisives de la révolution urbaine dans toutes les zones géographiques, par la plupart des civilisations (civilisation de la vallée de l'Indus, civilisation mésopotamienne, culture Mochica).