Des matériaux pour construire notre maison écologique

Octobre 2012

Cet article est issu d'un TPE mené par des élèves de 1re de Bordeaux

Construire écologique, ce n’est pas seulement réaliser un bâtiment peu coûteux en énergie, c’est aussi construire tout en favorisant la protection de l’environnement.
C’est d’ autour de cette idée que le choix du matériau principal pour notre projet de maison s’est décidé : pour construire tout en respectant l’environnement, l’utilisation de matériaux sains et non polluants est capitale ; la sélection du bois comme principal matériau s’est imposée d’elle-même.

Sommaire
Les fondations : du béton…
Le bois, matériau essentiel

Structure, et matériaux

Les Fondations

Les fondations sont le support principal de la maison, sur lesquelles vont reposer l’ossature du bâtiment, et sous lesquelles on placera d’importantes techniques comme les tuyaux du puits canadien : il faut en tenir compte avant leur réalisation.

Il n’existe pas d’alternative au béton pour réaliser les fondations. Nous avons donc décidé d’utiliser une fondation superficielle en rigole (ce sont des fondations qui ne font que reposer sur le sol, ou s’y enfoncer très légèrement ; ce sont donc des fondations de plain-pied). Ce type de fondations permet que la dalle de béton, directement posée (ou semi enterrée) sur le sol, capte la chaleur naturelle du sol.

Le Bois : un matériau essentiel

Le bois possède de nombreux avantages dont il est essentiel de tenir compte, mais c’est aussi un matériau de plus en plus utilisé pour l’ossature de bâtiments, et enfin c’est un matériau qui, grâce à de nombreux traitements écologiques, devient presque « invincible ».

• Le Bois est un matériau aux nombreux avantages

Sur de nombreux points, la construction en bois se révèle être une excellente idée, comme le montrent les différents avantages présentés ci-dessous et que l’on retrouve lors de l’utilisation de ce matériau pour la construction :

Tout d’abord, le bois est un matériau entièrement recyclable : par exemple, une ossature en bois peut être facilement démontée et réutilisée soit comme compost, soit comme source d’énergie (alimentation d’une cheminée ou d’une chaudière à bois, etc…). De plus, lors d’un chantier, l’utilisation du bois est un point fort important, car toutes les chutes peuvent être éliminées facilement, ce qui permet ainsi une réduction de la quantité de déchets pendant les travaux.

Le bois est également un matériau renouvelable : en effet, c’est le seul matériau de construction à être naturellement renouvelable, puisque lorsque l’on arrache un arbre, avec la gestion durable des forêts qui incite de plus en plus de forestiers à cette démarche, une graine est replantée, ce qui permet d’assurer l’augmentation de la superficie des forêts françaises, et donc de préserver certaines espèces qui étaient en voie de disparition.

Le bois est un matériau écologique, écologique dans le sens où il participe à la purification de l’air et à la diminution de l’effet de serre. Effectivement, au cours de leur croissance, les végétaux, par photosynthèse, absorbent une certaine quantité de dioxyde de carbone (ou CO2), et assainissent l’air en libérant le dioxygène (O2) produit. Sans intervention de l'homme, le cycle naturel conduit au compostage par dégradation biologique, ce qui a pour effet de libérer le CO2 dans l'air. Dans le cas d'une utilisation du bois dans la construction, le CO2 est immobilisé sous forme solide à très long terme et ne participe donc plus à l'effet de serre. Construire en bois revient donc à purifier l'air que nous respirons en fixant une importante quantité de carbone. De plus, une étude menée par l’Union Européenne a révélé qu’un tiers des émissions de dioxyde de carbone en Europe était absorbé par les forêts de notre continent.

Le bois est un matériau peu énergétivore, c’est-à-dire que sa production consomme peu d’énergie, par rapport à d’autres matériaux de construction.

De plus, le bois est un matériau sain et isolant : en effet, le bois assure sa protection naturelle grâce à des polyphénols d'origine végétale (substances chimiques présentes dans certains végétaux) et qui ont un effet désinfectant. C’est également un excellent isolant thermique (voir Des matériaux pour isoler notre maison écologique), ainsi qu’un très bon régulateur thermique et hygrométrique, car les parois en bois « respirent », et elles permettent la régulation de l’humidité ambiante.

On peut aussi ajouter que le bois est à la fois un matériau très résistant et très maniable : il a une force mécanique très importante, puisqu’il peut supporter une charge cinq fois supérieure au béton armé, mais c’est également un matériau qui peut satisfaire toutes les envies architecturales, tant il est facile à travailler.

Pour finir, contrairement à ce que pense la majorité des gens, le bois possède une très bonne résistance au feu : en effet, du bois qui est exposé au feu va s’entourer d’une couche de charbon de bois qui va servir d’isolant thermique ; la vitesse de carbonisation étant très lente et constante, le bois intact sous la couche de charbon conserve toutes ses propriétés de résistance mécanique et continue ainsi à assurer sa fonction portante. Son comportement permet ainsi d'évacuer les personnes en cas d'incendie, la stabilité de l'immeuble étant assurée plus longtemps. De plus, le bois ne dégage que peu de gaz toxiques pendant sa combustion.

• Une maison avec une ossature bois

Nous avons opté pour l’usage du pin maritime, aussi appelé pin des Landes de Gascogne, d’une part pour ses importantes propriétés mécaniques et thermiques (voir l’article : isolation), et d’autre part parce que c’est un bois cultivé dans la forêt des Landes, qui est un des principaux massifs forestiers Européens agissant pour la gestion durable des forêts, comme le certifie l’apposition de la marque PEFC (Programme de reconnaissance des certifications forestières) qui accompagne les produits. De plus, l’acheminement des matériaux depuis la forêt des Landes jusque sur le chantier se fera dans des trajets assez courts, et donc moins polluants.

Le principe de l’ossature bois dans la construction, très utilisé aujourd’hui, est en réalité une évolution moderne de la technique du colombage¹ ; la construction à ossature en bois est une méthode qui repose sur un développement de plus de cent ans aux Etats-Unis.

L’ossature en bois de notre maison environnementale consiste en l’assemblage d’un « squelette », dont les murs extérieurs (d’une épaisseur de 35 cm) sont formés de montants de pin maritime verticaux :

- d’une part les poteaux d’ossature primaire, situés à chaque angle de la maison qui constituent les poteaux principaux de la maison (leur base est un carré de 25 cm de côté ;

- d’autre part les poteaux (ou liteaux) d’ossature secondaire, plus petits que ceux d’ossature primaire (base carrée de 7 cm de côté), qui sont situés à intervalles réguliers à l’intérieur des murs (tous les 50 cm). On trouve également, dans notre ossature bois, des montants de pin des Landes placés horizontalement, en haut et en bas des montants verticaux, ce qui forme ainsi des cadres, sur lesquels sont cloués des panneaux de coffrage, ce qui assure la stabilité de l’ensemble de la structure. On obtient alors des caissons de bois, dans lesquels sont placés les matériaux d’isolation ainsi que toutes les techniques spéciales (électricité, etc…).

Schéma de l’ossature des murs extérieurs

Dessin par Thomas Lafond
1- Poteau d’ossature primaire
2- Liteau d’ossature primaire
3- Chevron reliant deux liteaux
4- Caisson destiné à l’isolation et aux techniques spéciales
5- Panneau de coffrage et bardage en pin maritime

Quant aux murs intérieurs de notre maison environnementale, ils sont constitués d’une manière similaire à celle des murs extérieurs, bien qu’ils soient d’une épaisseur moindre (10 cm).

Pour l’ossature des deux plafonds (celui entre le rez-de-chaussée et l’étage, et celui entre l’étage et le toit), nous avons décidé de placer des solives (des poutres) en pin des Landes, qui seront masquées par du lambris et du parquet et entourées des différents isolants thermiques et phoniques.

Schéma de l’ossature des murs intérieurs

Dessin par Thomas Lafond
1- Liteau d’ossature secondaire
2- Caisson destiné à l’isolation et aux techniques spéciales :
panneau de coffrage et bardage en pin maritime

Afin de rendre les murs de notre maison plus esthétiques et résistants, nous avons choisi de les recouvrir de bardage horizontal en pin maritime : le bardage est un assemblage de plusieurs lames de bois fixées aux murs, et conférant au bâtiment une protection accrue face aux agressions extérieures comme le soleil, la pluie, etc…, ainsi qu’une contribution importante à l’isolation phonique et thermique, tout en apportant une note complémentaire à la décoration générale et à l’esthétique de la construction

• Le traitement écologique du pin maritime : une protection nécessaire

Le bois possède d’importantes qualités et avantages, ce qui en fait le matériau le plus répandu dans le monde. Mais afin de préserver ses qualités, il est nécessaire de le traiter, dans le but de résister à toutes les attaques extérieures qu’il pourrait subir (champignons, termites, etc…).

Nous avons choisi la rétification, procédé sans l’ajout d’aucun produit, qui consiste à réaliser une pyrolyse ménagée (c’est-à-dire la destruction de corps organiques par la chaleur) sur le pin maritime à une température située entre 180 et 240 °C. Cela entraîne une modification physico-chimique définitive des composants du bois, modification qui permet l’amélioration de la durabilité naturelle du pin maritime, ainsi que sa résistance vis-à-vis des champignons, des micro-organismes du sol, ainsi que des insectes (excepté des termites). Pour ceux-ci : traitement au sel de bore, produit incolore, inodore et non toxique, qui lutte contre tous les insectes xylophages²

Pour les différents parquets de la maison, le traitement au sel de bore, bien qu’il protège contre les xylophages et les moisissures, n’est pas suffisant : ils nécessitent une solidité extrême, afin de résister aux différentes allées et venues des occupants de la maison. Nous avons choisi d’y appliquer une couche d’huile dure, qui procure au pin maritime une résistance remarquable, antistatique et hydrofuge ; puis deux couches d’huile-cire qui ajoutent la finition au parquet, avec l’aspect naturel du pin maritime, ainsi qu’un sol facile d’entretien.

1.Colombage : construction en pans de bois dont les vides sont remplis par une maçonnerie légère ( Larousse)
2.dont le régime alimentaire est composé de bois.

iconographie : les auteurs

Le plan de notre maison écologique

Notre projet de maison écologique : économiser l'énergie

Notre projet de maison écologique : des matériaux pour l'isolation