Brevet FR2970475A1 — publié le 20120720

Composition destinée à être appliquée comme mortier sur un support ou une ossature bois L'invention concerne le domaine des enduits « terre + fibres » également appelés torchis. L'invention se rapporte plus particulièrement à une composition à base de terre crue et de paille permettant une mise en oeuvre à grande échelle de ces matériaux naturels et ancestraux. Depuis des millénaires, l'homme utilise des torchis à base de terre crue mélangée à des fibres végétales pour la construction d'habitations ou d'ouvrages divers. Ces enduits à base de matériaux naturels sont réputés et appréciés pour leurs nombreux avantages. L'extraction, la préparation et la mise en oeuvre de la terre crue impliquent de très faibles besoins énergétiques au regard d'autres matériaux, y compris en comparaison de la terre cuite (faible énergie grise). La terre crue est un matériau très disponible et largement répandu sur la planète (nul besoin de l'acheminer de loin, de le transformer). Il offre une excellente inertie thermique et a des qualités de régulation hygrométrique remarquables. En outre, la terre crue apporte à l'enduit sa consistance et sa cohésion. Les fibres naturelles, en particulier la paille, sont également très répandues et aisément disponibles. La paille constitue un excellent support mécanique assurant la tenue structurelle de l'enduit et sa résistance des efforts et sollicitations extérieures. On note également que ces matériaux sont très peu onéreux compte tenu de leur grande disponibilité et de leur utilisation à l'état brut (pas ou très peu de transformation). On observe cependant que la mise en oeuvre des torchis traditionnels s'effectue manuellement, de façon très artisanale. Ceci implique des frais de main d'oeuvre non négligeables et un temps de construction difficilement compressible selon les procédés traditionnels. En outre ces torchis connus ne sont pas compatibles avec les machines classiques utilisées par les artisans pour appliquer des enduits ou des mortiers classiques sur des façades ou parois. - 2 Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients précédents en proposant une composition à base de terre crue et de fibres reconnues pour leurs qualités et propriétés, tout en étant parfaitement compatible avec une utilisation à grande échelle et à moindre coût de main d'oeuvre, grâce à l'utilisation d'une machine à mortier traditionnelle de façadier. A cet effet, l'invention a pour objet une composition destinée à être appliquée comme mortier sur un support ou une ossature bois, cette composition étant constituée d'un mélange de: - terre crue argilo sableuse, - terre cuite pilée, - au moins un constituant fibreux choisi parmi : * la paille, notamment d'orge broyée, * des résidus de laine, - ouate de cellulose, - eau. Une telle composition constitue un mélange parfaitement adapté à une utilisation mécanisée et industrielle à partir de machines ou d'installations à projeter que l'on trouve classiquement sur le marché telles que par exemple une machine de type « Putzmeister SP11 » ©. Elle constitue un mélange optimisé favorisant un écoulement adéquat dans les conduits de la machine, ne créant pas de grumeaux ou bouchons, tout en étant suffisamment fluide et homogène pour une utilisation en tant que mortier ou torchis à appliquer sur des façades ou parois de constructions diverses. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, la composition comporte les proportions suivantes d'ingrédients, exprimées en volumes: - entre 5 et 7 volumes de terre crue argilo sableuse, - entre 1 et 3 volumes de terre cuite pilée, - entre 2 et 4 volumes de constituant fibreux, - entre 2 et 4 volumes d'ouate de cellulose. - entre 3 et 5 volumes d'eau.35 - 3 Selon encore d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, la composition comporte les proportions suivantes d'ingrédients, exprimées en volumes: - 6 volumes de terre crue argilo sableuse, - 2 volumes de terre cuite pilée, - 3 volumes de constituant fibreux, - 3 volumes d'ouate de cellulose, - 4 volumes d'eau. Selon encore d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, la paille est de la paille d'orge broyée. Selon encore d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, la composition comprend de la chaux. Selon encore d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, la composition comprend du ciment, tel que du ciment blanc. Selon encore d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, la 20 composition comporte les proportions suivantes d'ingrédients additionnels, exprimées en volumes: - entre 1 et 3 volumes supplémentaires de terre cuite pilée, en particulier 2 volumes, - entre 3/4 de volume et 2 volumes de chaux aérienne, 25 - entre 1/2 volume et 1 volume de ciment. Selon encore d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, la composition comporte les proportions suivantes d'ingrédients additionnels, exprimées en volumes: 30 - 2 volumes supplémentaires de terre cuite pilée, - 1 volume de chaux aérienne, - 3/4 de volume de ciment blanc. L'invention a par ailleurs pour objet un contenant, en particulier un sac, 35 renfermant une quantité déterminée de la composition ci-dessus, à15 - 4 l'exception de l'eau, correspondant à un poids compris entre 20 et 60 kg, notamment 35 kg. L'invention a encore pour objet un procédé de préparation d'une composition ayant tout ou partie des caractéristiques précédentes et comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'une quantité d'eau dans un réceptacle, - fourniture d'une quantité déterminée d'un mélange de : - terre crue argilo sableuse, - terre cuite pilée, - constituant fibreux, choisi parmi : * la paille telle que de la paille d'orge broyée, * des résidus de laine, notamment issus de déchets de l'industrie textile, - ouate de cellulose, - ajout du mélange sur la quantité d'eau, - brassage. Selon encore d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, le procédé comprend une étape d'acheminement de la composition à l'intérieur d'un canal, depuis un bac de réception de la composition jusqu'à une buse d'évacuation, dans laquelle de l'air sous pression est pulsé d'une part à proximité de la buse d'évacuation, et d'autre part en amont à proximité du bac. L'invention a également pour objet une paroi ayant une ossature bois, comportant au moins une face recouverte d'une composition ayant tout ou partie des caractéristiques précédentes. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, l'épaisseur de la composition est, au moins dans une zone déterminée, supérieure à 2 cm. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, l'épaisseur de la composition est, au moins dans une zone déterminée, supérieure à 3 cm.35 - 5 L'invention a encore pour objet une machine à projeter une composition ayant tout ou partie des caractéristiques indiquées précédemment, la machine comprenant un bac de réception de la composition, un canal d'acheminement de la composition depuis le bac jusqu'à une buse d'évacuation, des moyens de déplacement de la composition à l'intérieur du canal d'acheminement, ces moyens étant pourvus d'une vis sans fin dont la rotation provoque le déplacement de la composition, des moyens de propulsion à air comprimé de la composition, débouchant d'une part à proximité de la buse d'évacuation en vue de projeter la composition à distance de la buse, et d'autre part en amont de la buse d'évacuation afin de faciliter le déplacement de la composition en la poussant à l'intérieur du canal d'acheminement. La machine à projeter est une machine classique commercialisée par exemple sous la marque et référence « Putzmeister SP11 » ©, sur laquelle on a adapté des moyens supplémentaires de propulsion d'air comprimé, en amont de la buse de sortie du mélange. D'autres machines du même type peuvent également être utilisées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention et à la lumière de la figure 1 annexée qui représente schématiquement une machine de projection d'une composition selon l'invention, cette machine étant réalisée à partir d'une adaptation d'une machine classique par exemple de type « Putzmeister SP11 » ©. L'invention porte avant tout sur une composition destinée à être appliquée comme mortier sur un support ou une ossature bois. De base, cette composition est constituée d'un mélange de: - terre crue argilo sableuse, - terre cuite pilée, - au moins un constituant fibreux choisi parmi : * la paille, notamment d'orge broyée, * des résidus de laine, - ouate de cellulose, - eau. La terre crue est constituée d'un mélange d'argile à environ 20-25%, et de sable. On note qu'une proportion trop élevée d'argile favorise les fissures et une proportion trop élevée de sable réduit l'aptitude au collage. A titre d'exemple non exhaustif, la terre crue du Gard ou des Cévennes est parfaitement adaptée à cet usage. Bien entendu, la terre crue peut être issue d'autres régions ou parties du monde. La terre crue apporte de la consistance et de la cohésion au mélange. L'argile contribue à lier le mélange. On précise toutefois que l'eau intervient également comme liant principal du mélange, en créant des ponts capillaires entre les autres constituant. Elle permet également une bonne isolation thermique, en raison d'une proportion de fibres importante. Cette partie fibrée apporte la qualité thermique du mélange. La terre qui est un matériau à changement de phase naturel apporte également un confort thermique de par sa masse et son effet d'inertie thermique. Elle a ainsi un rôle de régulation thermique et hygrométrique. La terre cuite pilée constitue une charge au sein du mélange qui a pour fonction de limiter la fissuration. Ceci permet d'homogénéiser le mélange et d'empêcher le collage dans la machine à projeter. La terre cuite qui est de même nature que la brique facilite ainsi l'écoulement du mélange dans la machine. En outre, la terre cuite pilée offre une excellente résistance à l'eau en présence de chaux aérienne. La composition comprend également un constituant fibreux qui se présente soit sous la forme de paille d'orge broyée, soit sous la forme de résidus de laine issus de l'industrie textile. Il contribue essentiellement à l'isolation thermique, à la tenue et au renforcement mécanique, notamment en cisaillement, en traction ou déchirement, en friction. La composition comprend encore de la ouate de cellulose. Ce matériau peut avantageusement être issu de papier journal recyclé. La ouate de cellulose est également non compressée. Ce constituant renforce le pouvoir isolant de la composition et contribue ainsi à son étanchéité. Il limite également l'effritement et réduit les retraits. -6 - 7 Selon l'invention, la composition comporte les proportions suivantes d'ingrédients, exprimées en volumes: - entre 5 et 7 volumes de terre crue argilo sableuse ; par exemple, une proportion de 6 volumes de terre argilo sableuse est parfaitement appropriée ; - entre 1 et 3 volumes de terre cuite pilée ; par exemple, une proportion de 2 volumes de terre cuite pilée convient parfaitement ; - entre 2 et 4 volumes de constituant fibreux ; par exemple, une proportion de 3 volumes de constituant fibreux est appropriée ; - entre 2 et 4 volumes d'ouate de cellulose ; par exemple, une proportion de 3 volumes d'ouate de cellulose est adaptée ; - entre 3 et 5 volumes d'eau ; par exemple, une proportion de 4 volumes d'eau convient. Les exemples sont à chaque fois donnés à titre non exhaustif. La composition de base obtenue à partie des constituants précédents s'applique tant à des parois ou murs intérieurs qu'extérieurs. On prévoit toutefois que la composition comprenne des ingrédients additionnels ou des volumes additionnels des constituants de base, dans le cas particulier et non exhaustif d'un mortier appliqué à des parois ou murs extérieurs. Bien entendu, ces ajouts peuvent également être appliqués en intérieur. Comme volume additionnel, on prévoit de rajouter à la composition de base entre 1 et 3 volumes supplémentaires de terre cuite pilée. Un complément de 2 volumes de terre cuite pilée convient parfaitement. On ajoute également à la composition de base un ingrédient additionnel particulièrement apprécié pour ses propriétés d'étanchéité et de résistance à l'eau : la chaux, en particulier la chaux aérienne est parfaitement adaptée. On prévoit à cet effet, d'ajouter entre 3/4 de volume et 2 volumes de chaux aérienne. On peut par exemple prévoir un volume de chaux aérienne. On ajoute encore comme autre ingrédient ou constituant additionnel, du ciment, tel que du ciment blanc. Une quantité appropriée est par exemple 3/4 de volume de ciment. - 8 L'invention concerne en outre une paroi, un mur ou une cloison ayant une ossature bois, comporte au moins une face recouverte d'une composition telle que décrite précédemment. Avantageusement, la composition peut avoir une épaisseur d'au moins 2 cm, et même supérieure à 3 cm, ce qui est difficilement réalisable avec des enduits classiques utilisés avec des machines du type « Putzmeister SP11 » ©. A titre d'exemple, on a réussi à atteindre une épaisseur d'au moins 8 cm pour une telle composition appliquée sur une paroi verticale. A l'inverse, notons également que la composition peut s'appliquer en fine épaisseur. Selon un aspect particulier de l'invention, la composition (de base ou complétée des ingrédients additionnels ci-dessus) est avantageusement présentée et conditionnée dans un sac notamment en matière plastique, à l'exception des volumes d'eau indiqués précédemment qui sont ajoutés au moment de la préparation définitive du mélange en vue de son application comme mortier à l'aide d'une machine ou installation mécanisée. Des sacs ayant un poids de l'ordre de 35kg sont adaptés à un transport et à une manutention « à bras d'homme ». On peut également prévoir des volumes inférieurs, correspondant par exemple à un poids de 25kg. Sur le lieu du chantier, la préparation de la composition définitive selon l'invention consiste donc en un procédé dans lequel : - on fournit une quantité d'eau dans un réceptacle, - on fournit une quantité déterminée d'un mélange de : - terre crue argilo sableuse, - terre cuite pilée, - constituant fibreux, choisi parmi : * la paille telle que de la paille d'orge broyée, * des résidus de laine, notamment issus de déchets de l'industrie textile, - ouate de cellulose, - on ajoute le mélange sur la quantité d'eau, - on brasse le tout. 2970475 -9 Le procédé de l'invention prévoir également que l'acheminement de la composition ou du mélange s'effectue depuis un bac de réception 1 (ou d'alimentation) de la composition jusqu'à une buse d'évacuation 2. Ce procédé comprend une étape dans laquelle de l'air sous pression 3, 4 est 5 pulsé d'une part à proximité de la buse d'évacuation par une première arrivée 3 d'air comprimé, et d'autre part en amont de la buse d'évacuation à proximité du bac 1, par une seconde arrivée 4 d'air comprimé. Selon un aspect important de l'invention, une machine à projeter 10 traditionnelle peut être utilisée avec la composition ou le mélange selon l'invention. Une telle machine du commerce est par exemple du type « Putzmeister SP11 » © classiquement utilisée pour l'application d'enduits classiques, ou toute machine ayant des performances équivalentes. Afin d'améliorer encore l'écoulement de la composition dans le circuit de la 15 machine, on prévoit selon l'invention d'adapter une double arrivée 3, 4 d'air comprimé dans le circuit. Ainsi, on utilise d'une part l'arrivée d'air 3 comprimé prévue d'origine à proximité de la buse d'évacuation 2 du mélange. On prévoit d'autre part une seconde arrivée 4 d'air comprimé, située en amont de la première suivant le sens d'écoulement du mélange. 20 Cette seconde arrivée d'air comprimée est par exemple située à proximité du manomètre prévu d'origine en sortie du bac de réception. Cette seconde arrivée d'air peut en variante être branchée sur le circuit en lieu et place du manomètre. 25 Une telle machine à projeter comprend des moyens d'acheminement du mélange depuis le bac de réception 1. Ces moyens d'acheminement sont par exemple constitués d'un système à vis sans fin 5 qui repousse le mélange dans un conduit 6 ou circuit débouchant à son extrémité opposée sur la buse d'évacuation 2. On note que le brassage du mélange peut être 30 réalisé dans le bac 1. L'arrivée additionnelle d'air comprimé (seconde arrivée 4) vise à faciliter l'écoulement du mélange, à empêcher l'essorage du mélange (qui a tendance à se produire sous l'action continue de la vis sans fin qui tasse et 35 repousse vers l'aval la matière consistante : terre, fibres) et donc à réduire 2970475 -10- la formation de bouchon dans le conduit. La machine et le procédé de mise en oeuvre décrits dans le présent document sont présentés à titre d'exemples non exhaustifs : d'autres types de machines optimisées (ayant un effet similaire de réduction de l'essorage et favorisant donc l'écoulement 5 du mélange) sont également utilisables avec la composition de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux moyens qui viennent d'être décrits et comprend tous les équivalents techniques. REVENDICATIONS1. Composition destinée à être appliquée comme mortier sur un support ou une ossature bois, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange de: - terre crue argilo sableuse, - terre cuite pilée, - au moins un constituant fibreux choisi parmi : * la paille, notamment d'orge broyée, * des résidus de laine, - ouate de cellulose, - eau. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte les proportions suivantes d'ingrédients, exprimées en volumes: - entre 5 et 7 volumes de terre crue argilo sableuse, - entre 1 et 3 volumes de terre cuite pilée, - entre 2 et 4 volumes de constituant fibreux, - entre 2 et 4 volumes d'ouate de cellulose. - entre 3 et 5 volumes d'eau. 3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte les proportions suivantes d'ingrédients, exprimées en volumes: - 6 volumes de terre crue argilo sableuse, - 2 volumes de terre cuite pilée, - 3 volumes de constituant fibreux, - 3 volumes d'ouate de cellulose, - 4 volumes d'eau. 6. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la paille est de la paille d'orge broyée. 7. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend de la chaux. 2970475 -12- 6. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend du ciment, tel que du ciment blanc. 7. Composition selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'elle comporte 5 les proportions suivantes d'ingrédients additionnels, exprimées en volumes: - entre 1 et 3 volumes supplémentaires de terre cuite pilée, en particulier 2 volumes, - entre 3/4 de volume et 2 volumes de chaux aérienne, - entre 1/2 volume et 1 volume de ciment. 10 10. Composition selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'elle comporte les proportions suivantes d'ingrédients additionnels, exprimées en volumes: - 2 volumes supplémentaires de terre cuite pilée, - 1 volume de chaux aérienne, 15 - 3/4 de volume de ciment blanc. 11. Contenant, en particulier un sac, renfermant une quantité déterminée de la composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, à l'exception de l'eau, correspondant à un poids compris entre 20 et 60 kg, 20 notamment 35kg. 12. Procédé de préparation d'une composition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 25 - fourniture d'une quantité d'eau dans un réceptacle, - fourniture d'une quantité déterminée d'un mélange de : - terre crue argilo sableuse, - terre cuite pilée, - constituant fibreux, choisi parmi : 30 * la paille telle que de la paille d'orge broyée, * des résidus de laine, notamment issus de déchets de l'industrie textile, - ouate de cellulose - ajout du mélange sur la quantité d'eau, - brassage. 5 2970475 -13- 11. Paroi ayant une ossature bois, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une face recouverte d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 12. Paroi selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'épaisseur de la composition est, au moins dans une zone déterminée, supérieure à 2 cm. 13. Paroi selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'épaisseur de la 10 composition est, au moins dans une zone déterminée, supérieure à 3 cm.