Rediscovering of vernacular adaptative construction strategies for sustainable modern building : application to cob and rammed earth

par Erwan Hamard

Thèse de doctorat en Génie Civil

Sous la direction de Antonin Fabbri.

Soutenue le 13-12-2017

à Lyon , dans le cadre de Ecole Doctorale Mecanique, Energetique, Genie Civil, Acoustique (MEGA) (Villeurbanne) , en partenariat avec Ecole nationale des travaux publics de l'Etat (Vaulx-en-Velin, Rhône) (établissement opérateur d'inscription) , Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (France) (équipe de recherche) et de Granulats et Procédés d'Elaboration des Matériaux (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Emmanuel Aubert.

Le jury était composé de Cécilia Cammas, Jean-Claude Morel, Jean-Claude Morel, Jean-Claude Morel.

Les rapporteurs étaient Domenico Gallipoli, Thibaut Lecompte.

  • Titre traduit

    Redécouverte des stratégies d’adaptation constructive vernaculaires pour la construction durable contemporaine : application à la bauge et au pisé


  • Résumé

    L'utilisation de matériaux locaux, naturels et non transformés offre des solutions prometteuses de construction à faible impact environnemental. La grande variabilité spatiale de ces matériaux est cependant un obstacle à une utilisation à plus grande échelle. Les stratégies de construction développées par les anciens bâtisseurs ont été dictées par le climat local et la qualité ainsi que la quantité de matériaux de construction disponibles localement. Ces stratégies de construction peuvent être considérées comme une gestion optimisée des ressources locales, naturelles et variables et sont une source d'inspiration pour la construction durable moderne. Malheureusement, cette connaissance a été perdue dans les pays occidentaux au cours du 20ème siècle. La redécouverte des savoir-faire traditionnels requiert le développement de moyens rationnels d’analyse du patrimoine. Un autre problème concernant l'utilisation de matériaux de construction naturels et variables est leur conformité vis-à-vis de la réglementation du secteur du bâtiment. Le développement de procédures d’essais performantiels est proposé comme solution pour faciliter l'utilisation des techniques de construction en terre. Une approche multidisciplinaire est proposée, combinant micromorphologie, pédologie, géotechnique et étude du patrimoine pour analyser le bâti vernaculaire en terre. Cette approche fournit des outils complémentaires pour évaluer la source des matériaux de construction et identifier les caractéristiques géotechniques de la terre employées dans le patrimoine. Il fournit également une description détaillée des processus vernaculaires de construction. En utilisant ces résultats, il a été possible d'élaborer des cartes de ressources et d’estimer l’ordre de grandeur de la disponibilité des ressources à l'échelle d’une région. Deux procédures d’essais performantiels ont été proposées afin de tenir compte de la variabilité naturelle des terres dans le contexte réglementaire actuel. La construction en terre jouera un rôle important dans la construction durable du 21ème siècle si les acteurs du secteur adoptent des procédés de construction capables de répondre à la demande sociale, avec un faible impact environnemental et à un coût abordable. L'étude du patrimoine en terre a démontré la capacité des anciens bâtisseurs à innover afin de se conformer aux variations de la demande sociale et aux développements techniques. La construction en terre bénéficie d'un passé ancien et riche et il convient de tirer profit de ce retour d’expérience. L'analyse du patrimoine en terre et la redécouverte des techniques de construction vernaculaire est une source d'inspiration précieuse pour la construction contemporaine. La valorisation des connaissances vernaculaires permettra d’économiser du temps, de l'énergie et d'éviter de répéter les erreurs passées. L'avenir de la construction de la terre doit s’inscrire dans la continuité de la construction en terre vernaculaire.


  • Résumé

    The use of local, natural and unprocessed materials offers promising low impact building solutions. The wide spatial variability of these materials is, however, an obstacle to a large-scale use. The construction strategies developed by past builders were dictated by the local climate and the quality and the amount of locally available construction materials. These construction strategies can be regarded as an optimized management of local, natural and variable resources and are a source of inspiration for modern sustainable building. Unfortunately, this knowledge was lost in Western countries during the 20th century. Vernacular earth construction know-how rediscovering requires the development of rational built heritage investigation means. Another issue regarding the use of natural and variable building material is their compliance with modern building regulation. The development of performance based testing procedures is proposed as a solution to facilitate the use of earth as a building material. A multidisciplinary approach is proposed, combining micromorphology, pedology, geotechnics and heritage disciplines to study vernacular earth heritage. It provides complementary tools to assess pedological sources of construction material and geotechnical characteristics of earth employed in vernacular earth heritage. It also provides a detailed description of the construction process of vernacular earth heritage. Using these results, it was possible to draw resource maps and provide a scale of magnitude of resource availability at regional scale. Two performance based testing procedures were proposed in order to take into account the natural variability of earth in a modern building context. Earth construction will play an important role in the modern sustainable building of the 21st century if the actors of the sector adopt earth construction processes able to meet social demand, with low environmental impact and at an affordable cost. The study of earth heritage demonstrated the ability of historical earth builders to innovate in order to comply with social demand variations and technical developments. Earth construction benefits of an old and rich past and it would be a non-sense to leave this past behind. The analysis of earth heritage and the rediscovering of vernacular construction techniques is a valuable source of inspiration for modern earth construction. The valorisation of vernacular knowledge will save time, energy and avoid repeating past mistakes. The future of earth construction should be a continuation of past vernacular earth construction.


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