En sciences des matériaux, il y a un domaine qui est fortement délaissé, soit celui des matières dites “biologiques”. En cela, on peut parler du bois, par exemple, qui est fortement négligé en structures (hormis en milieu rural, plus particulièrement dans les bâtiments agricoles) du à son irrégularité dans ses propriétés. Une exception existe, toutefois: le pétrole brut, qui est utilisé très largement dans le monde comme matériau principal de plusieurs produits farfelus. La majorité des sacs de plastique, par exemple, sont issus de sa molécule, quoique l’on a vu des plastiques faits avec du maïs ou des pommes de terre.
Mais dans plusieurs cas, la matière organique revient à la mode dans les matériaux. Le nylon n’est plus à la mode, remplacé par le cotton ou d’autres textiles et les environnementalistes rêvent de voir arriver le jour où l’on remplacera les vestes parre-balles des policiers par un matériau immitant le fil d’araignée. En fait, la soie d’araignée n’est pas un matériau uniforme; ce serait presque un matériau composite. Sa composition et ses propriétés mécaniques varient le long de la corde selon la fonction que chaque morceau effectuera sur la corde (un joint n’est pas fait de la même façon qu’une soie qui devrait être tendue, ou une autre compressée). Le “king” de ces nouveaux matériaux organiques, pour lequel on voit un avenir des plus prometteurs, c’est le chanvre.
Le chanvre, c’est le nom que l’on donne à la famille des plantes dites Cannabis, lorsque celui-ci n’est pas utilisé pour raisons médicales ou… enfin, vous savez quelle est la principale utilité du cannabis. Ça met en lien du papier à rouler, des plantes séchées hachées finement et ça s’ensuit habituellement de l’achat de 3 ou 4 trios Big Mac. Quand on fait référence au chanvre, on fait plutôt référence aux usages des plantes de la famille Cannabis qui servent à autre chose: les graines peuvent être employées comme sources de protéines, la fibre comme matériau textile sans pesticides (la plante de chanvre n’a pas de parasites notables), comme papier (le chanvre peut être récolté bien plus souvent qu’un peuplier) ou dans les matériaux de construction. L’une de ces utilités est le béton de chanvre, un matériau de construction qui commence à gagner en popularité comme isolant dans les “bâtiments verts” de France.
Pour le monde qui connaissent assez bien le monde de la construction, vous comprendrez que les mots “béton” et “isolant” ne sont pas souvent employés dans la même phrase. Le béton, ça sert à faire une structure solide pour les fondations et à donner une structure solide, quand on y ajoute des barres d’acier ou des tiges de bambou (car le béton est très solide en compression, mais qu’il a besoin d’être renforcé pour avoir une certaine résistance lorsqu’il est étiré). Le béton classique est fait de 5 éléments de base: le ciment de Portland (un dérivé du calcaire et de la glaise), des aggrégats bruts (de la petite roches), des aggrégats fins (du sable, par exemple), de l’eau et de l’air. On peut y ajouter d’autres trucs pour lui apporter des propriétés particulières, mais à la base, le béton demande ces 5 éléments. Lorsque le tout est mélangé, l’eau et le ciment, en réaction avec l’air, forment une “colle” qui maintient très solidement les aggrégats ensemble. Dans l’industrie conventionnelle, on estime que cela prend 28 jours avant que le béton ait atteint sa force “maximale”. Par contre, dans plusieurs cas, le béton est assez solide au bout de 3 jours pour qu’on puisse lui faire subir certaines charges ou que l’on continue à travailler.
Le béton de chanvre, quant à lui, est habituellement composé de sable, d’eau, de ciment, d’air et de l’intérieur fibreux de la plante de chanvre. Il n’y a pas d’aggrégat brut, comme des pierres plus larges qu’un grain de sable. Le procédé de mélange est aussi très différent. La fibre de chanvre étant un matériau qui absorbe beaucoup d’eau avec le temps (en fait, la fibre peut absorber jusqu’à 5 fois son poids en eau), il serait plus difficile, par un procédé de mélange de béton conventionnel, de créer un béton de chanvre fiable, car il faudrait y ajouter de grandes quantités d’eau. Qui plus est, il faudrait plusieurs mois, au lieu de 28 jours, pour obtenir un béton entièrement solidifié. Certains estiment même qu’il faudrait environ 1 an pour qu’une structure en béton de chanvre fait avec une méthode conventionnelle n’obtienne sa solidité optimale. Quand on fait de la construction, on n’a pas envie d’attendre un an que la structure ne se solidifie.
Pour cela, les français emploient la “méthode de projection” pour faire des structures de béton de chanvre. Cela consiste à mélanger ensemble le ciment, le sable et le chanvre, d’un côté, avec un minimum d’eau. Ensuite, une pompe projette dans un tuyau le mélange. Une deuxième pompe intégrée à la première ajoute une bonne quantité d’eau à la sortie du mélange, afin de pouvoir créer la colle. L’eau n’a pas le temps d’être absorbée par la fibre de chanvre et le ciment a donc le temps d’entrer en réaction avec l’eau pour former la colle. Grâce à ce procédé, le béton est prêt en environ 28 jours, comme c’est le standard dans l’industrie. Le procédé de projection est aussi utilisé pour les piscines creusées.
La fibre de chanvre est extrêmement peu dense. Le béton classique a une densité de 1700 à 2400 kg/mètre cube. Le béton de chanvre créé par procédé de projection a une densité d’environ 500 kg/mètre cube. Ce qui change cette densité, c’est que le béton de chanvre n’utilise pas de gros aggrégats lourds et est composé de plus d’air (qui est un excellent isolant). Le béton de chanvre projetté, par contre, a des propriétés mécaniques très faibles pour un béton, ce qui veut dire qu’il ne supporte pas des charges très grandes, comme le béton que l’on emploie pour faire les fondations qui supportent le poids de toute votre maison.
Par contre, on a remarqué que la conductibilité thermique du béton de chanvre était extrêmement intéressante. La conductibilité thermique, c’est la capacité de transmettre la chaleur; plus elle est faible et plus le matériau est un bon isolant. Donc, le béton de chanvre est considéré comme un excellent isolant. En fait, la technique de projection fonctionne bien sur une structure pré-établie. Si vous regardez l’image plus haut, vous verrez qu’il y a un grillage où le béton est projeté, afin de maintenir en quelque sorte le béton en place. Comme isolant, le béton de chanvre est donc projeté sur des structures, habituellement sur une ossature en bois capable de former l’armature du bâtiment. C’est un peu ce que montre ce vidéo, en plus d’en expliquer un peu plus sur le béton de chanvre.
On remarque toutefois quelque chose: plus le béton de chanvre est dense, plus il possède de fortes propriétés mécaniques et a une force structurelle. Par contre, moins le béton est dense, plus sa conductibilité thermique diminue, ce qui fait qu’il est un meilleur isolant. C’est pourquoi dans la majorité des structures, on préfère s’en servir comme isolant et de bâtir une ossature de bois capable de soutenir le poids du bâtiment.
Quoi qu’il en soit, le béton de chanvre devient un matériau qui croît en popularité en France, stimule la production agricole de chanvre et permet de créer des bâtiments innovateurs.
