Bétons de granulats de bois

L’évolution du monde actuel contraint à repenser les modes de construction. En effet, aujourd’hui, le secteur de la construction consomme de l’énergie en quantité importante. Il est responsable d’environ un quart des émissions de dioxyde de carbone, sans oublier l’épuisement des ressources non renouvelables. Ce secteur doit donc innover pour limiter ses impacts sur l’environnement tout en garantissant un confort aux usagers.

Dans ce contexte, les agro-matériaux, matériaux issus en partie de la biomasse, sont de plus en plus développés et commercialisés sur le marché des matériaux de construction. Ces agro-matériaux, de par leur caractère écologique, permettent d’améliorer le bilan environnemental de la construction et en particulier du bâtiment. Parmi les agro-matériaux destinés à être utilisés dans le secteur du bâtiment, les bétons végétaux ont émergé dans l’objectif d’exploiter leurs propriétés thermiques, acoustiques et hygroscopiques. Ces bétons favorisent généralement la valorisation des sous-produits d’autres filières économiques. Des études scientifiques ont contribué au développement de ces bétons végétaux. Elles visent à étudier et à comprendre le comportement de ces matériaux face à différentes sollicitations. Ainsi, les propriétés thermiques, mécaniques, hydriques et acoustiques ont été explorées. Cependant, certains besoins scientifiques et difficultés techniques limitent la généralisation de leur utilisation.

Le béton végétal est un matériau composite constitué principalement d’un liant minéral ou organique et de charges végétales. Selon la nature des charges, on distingue deux types de bétons végétaux : le premier est le béton de granulats végétaux, dans lequel les granulats sont remplacés, partiellement ou totalement, par des particules végétales de dimensions équivalentes ou inférieures à celles des granulats initiaux. Le deuxième est un béton renforcé par des fibres d’origine végétale.

Les bétons végétaux sont utilisés principalement pour leurs propriétés d’isolation thermique ou phonique. Ces propriétés ont suscité l’intérêt de plusieurs organismes dont le MEDDE (Ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie). Cependant, l’emploi des bétons végétaux dans la construction restera marginal tant que certains problèmes limitant leur utilisation ne seront pas résolus. Il faudra notamment pouvoir répondre aux exigences croissantes des règlements thermiques dans la construction. C’est dans ce contexte que se situe le présent travail.

Les matériaux biosourcés sont de plus en plus étudiés et leur industrialisation se développe de manière remarquable. Dans cette section, nous présentons les intérêts de ces matériaux biosourcés, notamment leurs atouts permettant de limiter l’impact environnemental de la construction ; nous faisons ensuite un inventaire des divers types de bétons végétaux, en précisant leurs différentes utilisations dans la construction.

Le secteur de la construction est un des principaux contributeurs aux impacts sur l’environnement. Il est donc indispensable d’agir pour réduire ces impacts, en particulier ceux du secteur du bâtiment. Les règlements thermiques, d’exigence croissante, se sont ainsi imposés en définissant un ensemble de critères que les bâtiments doivent satisfaire. La notion d’éco-construction est donc apparue et le matériau de construction doit évoluer pour faire face à ses exigences. Le recours à des matériaux avec des constituants d’origine végétale, comme les matériaux dits biosourcés, est, par conséquent, une solution à explorer et à valider.

Le secteur de la construction consomme des ressources énergétiques en quantité importante. En effet, le secteur du bâtiment a consommé, en 2012, 44 % de l’énergie finale (i.e., l’énergie directement utilisable par l’utilisateur final) en France  . Cette consommation est dominée par le chauffage, qui a représenté 70 % de la consommation totale en 2007 (CGDD [20]).

La construction est aussi responsable d’environ un quart des émissions françaises de gaz à effet de serre. En 2012, ce secteur a été responsable de 24 % des émissions totales de dioxyde de carbone (CO2) en France ce qui en fait, au même titre que l’industrie manufacturière, la deuxième source des émissions françaises de CO2 derrière les transports  (36 % des émissions de CO2 en France). La production d’énergie par combustion représente 92 % des émissions du secteur (CGDD [20]).

En outre, ce secteur contribue à une consommation de quantités importantes de ressources non renouvelables : en effet, chaque année sont utilisées pour la construction plus de 500 millions de tonnes de matériaux. De plus, la production de matières premières et élaborées a augmenté de 5 % pour les granulats et de 16 % pour le béton entre 2004 et 2006 (Unicem [21]).

Pour lutter contre ces impacts, le secteur du bâtiment représente un potentiel d’actions considérable. Le flux annuel de la construction (environ 350 000 nouveaux bâtiments sont construits en France par an), le volume du parc existant (on dénombre aujourd’hui en France 33 millions de logements et plus de 900 millions de m² de bâtiments tertiaires chauffés) (Ademe [22]) et la longue durée de vie des bâtiments (50 à 100 ans, voire plus) font de cette action une priorité. Dans ce contexte, le grenelle de l’environnement propose un ensemble d’actions à mener pour réduire la dépense énergétique et les émissions de CO2 du secteur du bâtiment. Ainsi, seuls les bâtiments neufs présentant une consommation d’énergie primaire inférieure à 50 kW.m⁻² .an⁻¹ sont autorisés à compter de la fin 2012. Cette consommation devra être inférieure à l’énergie renouvelable produite par le bâtiment à compter de la fin 2020. À cette même échéance, la consommation du parc existant sera réduite de 38 % par rapport à la consommation de 2009, par une rénovation de l’ensemble des bâtiments publics et des logements sociaux. Dans le but d’encourager la rénovation, les acteurs de formation professionnelle sont incités à engager des programmes pour assurer une qualification aux métiers de la rénovation et de l’efficacité énergétique des bâtiments.

Le domaine de la construction doit donc innover pour répondre aux critères et exigences environnementaux, d’où l’intérêt de l’éco-construction (ou construction durable). Le principe de cette nouvelle méthode de conception est de construire des bâtiments confortables à faible coût environnemental. Pour ce faire, quatre critères essentiels sont à prendre en compte : un critère écologique qui consiste à minimiser les dépenses énergétiques ainsi que les émissions de gaz à effet de serre sur l’ensemble du cycle de vie d’une construction, tout en limitant le recours aux ressources naturelles non renouvelables ; un critère sanitaire qui vise à prévenir les risques de santé des acteurs et des usagers ; un critère lié à l’amélioration du confort (hygrothermique, visuel, acoustique ou autre) des occupants ; et enfin un critère économique portant sur l’optimisation du coût global de la construction.