Projet BâtiPS
Acronyme : BATI.PS
Programme : Projets de Recherche et Développement
Mots-clés : Changement climatique / Economie circulaire / Déchets / Urbanisme / Bâtiment / Eco-conception
Contexte : Afin de lever les verrous assurantiels, réglementaires, normatifs et culturels de la filière maçonnerie en France, le Projet National Dolmen a été lancé par le Ministère de la Transition Écologique en 2021. Le PN Dolmen est limité au domaine du génie civil et n’inclut donc pas les applications bâtiment qui concernent le champ de BÂTI.PS . Les besoins de recherche ont été identifiés avec un programme de travail ambitieux structuré en axes de recherche. Le projet BÂTI.PS s’inscrit dans le cadre des travaux des axes « Construction neuve et solutions innovantes » et « Analyse développement durable » et viendra compléter pour le volet Bâtiment, les études qui seront menées dans le cadre du PN Dolmen. BÂTI.PS s’inscrit pleinement dans la stratégie de massification de l’utilisation des matériaux premiers (terre et pierre) dans le contexte moderne. Cette stratégie est développée par l’État qui porte les deux projets nationaux (PN Terre et PN Dolmen) autour de ces techniques constructives très bas carbone, valorisant les savoir-faire locaux, respectueuses de l’authenticité des territoires, contribuant au développement d’une économie locale et finalement les seules pouvant être parfaitement circulaires. Ainsi l’État a-t-il soutenu les projets de recherche ASCNI (2004-2007, PUCA/Ademe), PEDRA (2011-2014, Ministère de la Transition Écologique), RESTOR (2011-2013, Ministère de la Culture), la création de la Fédération Française des Professionnelles de la Pierre Sèche (DHUP, Ministère de la Transition Écologique). Une étude menée dans le cadre du projet LAUBAPRO a montré l’existence sur le territoire français de bâtiments reposant sur des soubassements en pierre sèche. Ces soubassements sont souvent associés à une construction en bois en superstructure, parfois vieille de plus de 100 ans. Par ailleurs, on peut constater aussi que de nombreux bâtiments en terre crue possèdent aussi des soubassements hourdés à la chaux, chaux qui ne participe que très peu à la résistance structurelle de l’ouvrage. Actuellement, les verrous assurantiels ne permettent pas de massifier l’utilisation de la pierre sèche qui reste ainsi sporadique sur le territoire français. BÂTI.PS souhaite répondre à cette question en mettant en avant des démonstrateurs existants, contemporains, qu’il étudiera. Les contrôleurs techniques ne sont pas familiers avec ces structures et vont systématiquement demander un ATEx, procédure coûteuse et hasardeuse qui peut ne pas aboutir. Ainsi en 1998, un des premiers ATEx avait été demandé pour des maisons en maçonnerie de pierre et mortier de terre (mortiers non structurels et technique pierre sèche) en zone sismique et avait été refusé dans un premier temps entraînant des surcouts énormes. Les bureaux d’études en structures ont aussi besoin d’avoir des bases de données afin d’établir des calculs représentatifs au plus près de la réalité. La stratégie est ainsi de démontrer qu’il est possible pour un projet de bâtiment d’assurer une cohérence au regard d’un bilan environnemental favorable de la solution bois local ou terre crue locale. Cette cohérence passe par la possibilité de fonder ces superstructures en bois ou terre crue sur un soubassement et/ou fondation en pierre sèche ou du moins de définir le cadre dans lequel cela est rendu possible. Toutes les productions de BÂTI.PS concerneront des matériaux et des procédés non protégés au titre de la propriété intellectuelle, assurant ainsi une large diffusion et une excellente réplicabilité des solutions proposées.
Description : Le projet s’appuie sur des travaux et l’expérience développés par les partenaires autour de la pierre sèche, travaux débutés il y a plus de 20 ans. Certains travaux ont produit des guides de bonnes pratiques Pierre Sèche, ont contribué aux Règles Professionnelles Pierre Sèche et ont permis la construction de Formations Prescripteurs autour des murs de soutènement en pierre sèche, formations délivrées depuis 10 ans par la Fédération Française des Professionnels de la Pierre Sèche. Les résultats produits par BÂTI.PS viendront irriguer le réseau d’acteurs de la pierre sèche, permettront la création de nouveaux outils pour les bureaux d’études et contribueront à résoudre le problème assurantiel attaché à cette technique constructive. Description des lots et tâches (T0 : date de démarrage de l'opération au 01/01/2026) Lot Contenu Date prévisionnelle d’achèvement Partenaires impliqués Lot 0 1. Préparation du projet 2. Coordination 3. Réunion de copilotage ENPC CNRS Univ.Eiffel Lot 1 1. Essais sur modèles réduits pour valider des modèles analytiques et numériques 2. Essais à l’échelle de la structure pour valider les modèles analytiques et numériques et étudier la faisabilité de solutions techniques 3. Reconnaissance in situ pour identifier toutes les caractéristiques géométriques et physiques des démonstrateurs déjà existants T0 + 18 mois T0 + 30 mois T0 + 30 mois ENPC CNRS Univ.Eiffel Lot 2 1. Étude numérique du comportement de soubassements en pierre sèche pour le bâtiment T0 + 46 mois CNRS ENPC Univ.Eiffel Lot 3 1. Réflexion sur la fin de vie des constructions : application d’un indicateur au cas de la pierre sèche pour évaluer son potentiel de réemploi 2. Analyses environnementale, économique et sociale des constructions en pierre sèche sur l’ensemble de leur cycle de vie, comparaison avec des solutions constructives alternatives, évaluation de la viabilité de projets en pierre sèche - Application à des cas d’études du projet T0 + 15 mois T0 + 30 mois Univ.Eiffel ENPC CNRS Lot 4 1. Rédaction de guides pour le projet de bâtiment avec soubassements en pierre sèche – Bases pour de futures Règles Pro spécifiques 2. Construction de supports pour une formation prescripteurs « Bâtiment avec soubassements & fondations en PS » 3. Constructions d’outils numériques pour l’ingénieur : outil pour le dimensionnement des murs en pierre sèche et outil de calcul des impacts environnementaux adapté pour le projet pierre sèche 4. Publication scientifique & technique T0 + 48 mois T0 + 48 mois T0 + 48 mois T0 + 48 mois CNRS ENPC Univ.Eiffel
Objectifs et résultats attendus : Les objectifs de BÂTI.PS sont d’établir les connaissances et les outils permettant de lever les verrous qui bloquent le développement des constructions en FSPS. Ces verrous peuvent être scindés en deux groupes principaux que BÂTI .PS va traiter (de façon incrémentale). Le premier groupe, technique, est s’attachera à répondre à l’impossibilité actuelle de dimensionner les structures porteuses en FSPS avec des coefficients de sécurité raisonnables (comme cela est fait avec les structures en matériaux industriels) pour des chargements courant (surcharge verticales, horizontales et sismiques). BATI.PS propose des études sur ce sujet avec un volet expérimental et un volet de modélisation numérique. Le second groupe de verrou est d’ordre non technique, mais néanmoins très bloquant pour le cas des matériaux premiers (Pelé-Peltier et al. 2022). Il s’agit d’une part de quantifier par des méthodes d’études d’impact (type ACV) l’excellence des constructions avec FSPS dans ce domaine et de les optimiser de ce point de vue, et d’autre part d’étudier et formaliser les verrous dans le cadre de l’approche d’économie circulaire, afin de donner des pistes de solutions. Pour le volet expérimental du projet, des pierres de caractéristiques différentes seront choisies et en priorité celles qui sont utilisées dans des projets de construction en cours. Deux types de prototypes seront construits pour le volet expérimental, un à l’échelle réduite (quelques dizaines de centimètres) et l’autre à l’échelle 1 (hauteur à l’échelle du mètre et épaisseur de quelques dizaines de centimètres), l’un et l’autre apportant des informations de différente nature. Des protocoles expérimentaux robustes pour des essais à l’échelle des pierres de type cisaillement seront définis, mais aussi à l’échelle de l’élément de structure (essais à la rupture avec les chargements maîtrisés) afin de caler les modèles numériques et analytiques de façon robuste. Ces expérimentations permettront de développer des modèles pratiques (simplifiés) et plus complexes permettant de maîtriser la mécanique de ces structures. Enfin, en s’appuyant sur ces résultats, un guide technique pour les bureaux d’études et de contrôle sera établi en vue du dimensionnement des structures en FSPS. Ce guide pour les architectes et ingénieurs explicitera la démarche mixte prescriptive et performancielle et servira de base pour l’établissement des règles professionnelles dans le futur. À remarquer que les membres du consortium ont déjà réussi cette démarche pour deux cas de matériaux premiers (Règles professionnelles « enduits sur supports en terre » et « Murs de Soutènement en PS »). Le projet a l’ambition d’atteindre le TRL9 grâce à l’implication des partenaires et des quatre organisations sous-traitantes familières de la maîtrise d’œuvre et de la réalisation de projets de constructions en PS remarquables (dans les départements de la moitié sud de la France). Si les verrous techniques du dimensionnement et de la quantification des impacts environnementaux sont traités directement par le projet, la garantie que ces impacts seront minimisés réside dans le choix rendu possible d’utilisation des pierres locales. Ce projet aura aussi un impact positif sur les aspects économiques car il donnera des coefficients de sécurité les plus fins possibles et des méthodes d’essais optimisées ce qui va permettre de minimiser les coûts. De plus, BÂTI.PS permettra de procéder au contrôle de qualité sur site, aspect crucial pour la conformité de l’ouvrage aux calculs. Enfin les guides produits permettront aux maîtres d’ouvrage et d’œuvre d’anticiper les étapes de contrôle des performances des FSPS et ainsi améliorer les aspects organisationnels (notamment prévoir en amont la recherche des pierres et les coûts des essais). Le choix de permettre l’utilisation de pierres non standard (issue de déchets des carrières ou épierrage des champs par exemple) est gouverné par la volonté de garder le matériau infiniment réversible afin de répondre parfaitement aux exigences de l’économie circulaire dans le bâtiment (la terre crue non stabilisée et la pierre sèche étant les deux seuls matériaux ayant intrinsèquement le potentiel d’être parfaitement circulaire).
Bénéficiaire : ECOLE NATIONALE DES PONTS ET CHAUSSEES
Localisation : Champs-sur-Marne, Île-de-France, FRANCE
Début : 01/01/2026 — Durée : 48 mois
Budget total : 505549.2 € — Aide ADEME : 357829.2 €
Statut : Suivi du projet