Curiosité: du chanvre utilisé pour construire ses bâtiments

Entourée de champs verdoyants, Flat House, qui se trouve dans une ferme du Cambridgeshire, au Royaume-Uni, ressemble à une grange. Mais à l'intérieur, l'aspect et l'atmosphère du bâtiment font immédiatement comprendre qu'il s'agit de quelque chose de tout à fait différent. "Les murs me rappellent les tanières en bottes de foin que nous fabriquions lorsque nous étions enfants, explique Gemma Barron, la propriétaire de Flat House. L'acoustique est des plus agréables. L'année dernière, nous avons coupé le chauffage pendant vingt-quatre heures au milieu de l'hiver et il est resté chaud."

Ce qui rend cette maison lumineuse, aérée et confortable, c'est le matériau utilisé pour la construire : le chanvre. Si l'on connaît mieux la plante de cannabis pour son association avec la substance psychoactive qu'est le cannabis et son utilisation dans les compléments alimentaires et les textiles, le chanvre est en passe de devenir un matériau de construction durable recherché.

Cette plante à croissance rapide est une ressource renouvelable qui possède des propriétés de capture du carbone. Lorsqu'elle est utilisée dans la construction, elle prend généralement la forme de "béton de chanvre" (également connu sous le nom de béton de chanvre à la chaux), un matériau robuste fabriqué en mélangeant la chènevotte - le noyau ligneux de la plante - avec un liant composé d'eau et de chaux. Le béton de chanvre a une masse thermique élevée, ce qui en fait un matériau d'isolation idéal qui améliore l'efficacité énergétique des bâtiments et réduit les émissions de gaz à effet de serre au fil du temps. Il continue également à absorber le carbone pendant toute sa durée de vie.

Les matériaux durables sont très demandés, car le secteur de la construction cherche à se décarboniser. Les bâtiments et la construction sont responsables d'environ 37 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone (CO2) liées à l'énergie et aux processus. Cela s'explique par la forte dépendance du secteur aux combustibles fossiles, notamment aux matériaux à forte teneur en carbone tels que le béton, l'acier et le verre, ainsi que par les gaz à effet de serre émis lors du chauffage et de la climatisation des bâtiments.

Grâce à sa capacité à capturer le carbone, le chanvre pourrait aider les pays à atteindre leurs objectifs "net zéro" en rendant la construction plus durable. "L'optimisation de la manière dont nous concevons, construisons et rénovons nos bâtiments a un rôle essentiel à jouer pour réduire les émissions et permettre au Royaume-Uni d'atteindre ses objectifs climatiques", explique Yetunde Abdul, responsable de l'action climatique au sein de l'UK Green Building Council. "Une partie importante de la solution consiste à explorer l'utilisation d'alternatives naturelles et à faible émission de carbone aux matériaux de construction essentiels tels que le béton de chanvre ou le bois."

Selon la Commission européenne, un hectare de chanvre séquestre entre 9 et 15 tonnes de CO2, et sa culture ne prend que cinq mois - ce qui signifie qu'il est plus efficace que la sylviculture commerciale classique pour séquestrer le carbone. En outre, la production de chanvre contribuerait à la régénération des sols et à l'élimination des métaux lourds présents dans le sol.

Mais toute une série de défis doivent être relevés avant que le chanvre puisse s'imposer dans l'industrie de la construction. Il s'agit notamment de modifier la réglementation gouvernementale, la certification technique, le financement et l'infrastructure nécessaires pour augmenter la production industrielle de chanvre, rationaliser les chaînes d'approvisionnement et rendre son utilisation plus abordable.

Aujourd'hui, sous forme de béton de chanvre, la plante est surtout utilisée par des architectes soucieux de l'environnement et disposant de budgets confortables en Europe et en Amérique du Nord, principalement en raison de l'évolution des réglementations régissant la production de chanvre dans ces régions. (Il convient de préciser que la version industrielle de la plante ne contient pas les agents psychoactifs du cannabis ordinaire).

Le chanvre-béton ne fonctionne pas comme le béton ; il ne peut pas être utilisé structurellement et doit donc être associé à des matériaux porteurs tels que le bois ou la pierre. Mais en tant qu'isolant, il offre une option moins intensive en carbone que les matériaux issus de la pétrochimie, tels que la fibre de verre et les panneaux de mousse.

Le béton de chanvre "fait tout", explique Summer Islam, cofondatrice de Material Cultures, le studio de recherche et de conception basé à Londres qui a construit Flat House en 2020. "Sa masse thermique élevée signifie qu'il se réchauffe et libère lentement la chaleur, régulant ainsi la température intérieure tout au long de la journée. Le chanvre est également hydroscopique, ajoute-t-elle, c'est-à-dire qu'il absorbe et libère l'humidité, ce qui lui permet de réguler les moisissures dans les bâtiments."

Le chanvre utilisé pour Flat House a été cultivé sur les terres environnantes de Margent Farm. Le projet représente ce que Material Cultures appelle "l'écologie circulaire", une approche de la construction dans laquelle les bâtiments émergent du paysage et peuvent s'y réintégrer naturellement. Le béton de chanvre a été utilisé sous forme de panneaux préfabriqués pour créer les murs de la maison, autour d'une structure en bois. À l'intérieur de la maison, les matériaux sont laissés à nu, laissant apparaître l'aspect de botte de foin du béton de chanvre.

L'un des inconvénients du béton de chanvre est qu'il se détériore lorsqu'il est exposé à la pluie. Material Cultures a donc dû trouver une nouvelle solution pour l'extérieur de Flat House, tout en continuant à exploiter le potentiel de la plante. Au lieu de la chènevotte, le cabinet s'est tourné vers les fibres extérieures de la plante, connues sous le nom de fibres libériennes, qui sont déjà utilisées à l'échelle industrielle pour remplacer la fibre de verre dans l'aérospatiale et l'ingénierie automobile.

Material Cultures a compressé thermiquement ces fibres de chanvre avec une résine naturelle à base de sucre pour créer des panneaux de revêtement résistants à la pluie, qui recouvrent la maison. La ferme continue de produire ces panneaux, et d'autres architectes souhaitent utiliser ce matériau.

Material Cultures prévoit de continuer à utiliser le chanvre dans le nouveau projet Phoenix à Lewes, dans le Sussex de l'Est. Développé par Human Nature et conçu comme un quartier de 700 maisons construit dans une optique de durabilité, le projet utilisera du béton de chanvre, ainsi que du bois d'origine locale, dans la plupart des bâtiments.

Le béton de chanvre n'est pas une invention nouvelle ; il est utilisé dans les bâtiments depuis des milliers d'années. Toutefois, le siècle dernier a vu l'apparition de matériaux de construction plus modernes et la criminalisation de la culture du chanvre en raison de son association avec la consommation de cannabis à des fins récréatives.

En France, cependant, la culture du chanvre n'a jamais été interdite, ce qui a contribué à faire de ce pays l'un des leaders mondiaux du chanvre industriel. A la suite de la renaissance du béton de chanvre à la fin du 20e siècle, un certain nombre de projets de construction utilisant ce matériau ont été réalisés dans tout le pays.

En 2020, un immeuble de sept étages de logements sociaux a été achevé à Paris. Le béton de chanvre a été utilisé comme principal matériau d'isolation, accompagné d'une ossature en bois. L'agence d'architecture à l'origine du projet, Barrault Pressacco, avait déjà utilisé le béton de chanvre de manière occasionnelle au cours de la décennie précédente, mais il s'agissait de son déploiement à plus grande échelle.

Le cofondateur de l'agence, Thibaut Barrault, décrit le béton de chanvre comme "architecturalement vertueux". Il vante ses performances thermiques, sa respirabilité, son impact sur le bien-être et sa capacité à séquestrer le carbone. Ce n'est cependant pas une solution parfaite : "Le chanvre, c'est bien, mais la chaux est encore un élément qu'il faut remettre en question pour des raisons de durabilité", déclare-t-il. Pour produire de la chaux, il faut chauffer le calcaire à environ 1 000 °C, ce qui émet du carbone.

"Il n'y a pas de solution unique pour sauver le monde", affirme M. Barrault, mais pour l'instant, le béton de chanvre reste une option positive. Le cabinet l'utilise dans un grand bâtiment résidentiel et commercial actuellement en construction à Paris, et il étudie également la possibilité d'utiliser le béton de chanvre dans des projets de rénovation. La rénovation est devenue un moyen essentiel de moderniser et d'améliorer l'efficacité énergétique des bâtiments sans les énormes coûts en carbone et les déchets liés à la démolition et à la reconstruction.

Jusqu'à présent, le béton de chanvre a été principalement utilisé dans de petits projets résidentiels, en raison de problèmes liés aux chaînes d'approvisionnement, aux restrictions d'échelle et au coût. "En fin de compte, la capacité de production du Royaume-Uni n'est pas encore adaptée à une production à grande échelle", explique Mme Islam. Les machines sont très chères et ne sont pas distribuées dans tout le pays. Ce qu'il faut, dit-elle, c'est investir dans les entreprises, les infrastructures, les compétences et la certification des matériaux. En attendant, le béton de chanvre restera un matériau coûteux et rare, aggravé par des primes d'assurance élevées du fait qu'il est classé comme "non standard".

Paloma Gormley, cofondatrice de Material Cultures, affirme que "l'énorme quantité d'investissements" des fabricants de matériaux à haute teneur en carbone dans l'homologation de leurs produits leur a permis de dominer le marché, à la fois en termes d'accessibilité et d'accréditation. "Un processus équivalent doit être mis en place pour des matériaux tels que le béton de chanvre."

La réglementation légale, ne serait-ce que pour la culture du chanvre, est un autre obstacle de taille. Aux États-Unis, par exemple, la culture du chanvre industriel était illégale jusqu'en 2018, la plante étant considérée comme une substance contrôlée. Le béton de chanvre lui-même n'a été approuvé pour le code de construction résidentielle du pays qu'en 2022 ; il reste interdit dans les projets commerciaux jusqu'en 2025 au moins.

En Afrique du Sud, le chanvre a finalement été désigné comme culture agricole en 2021, ce qui a permis de le cultiver dans le pays. L'agence Wolf + Wolf Architects, basée au Cap, s'est fait un nom dans le domaine de l'architecture en chanvre au cours des quinze dernières années, mais devait jusqu'à récemment compter sur l'importation de la plante. "J'ai commencé à travailler sur ma première maison en chanvre en 2007", explique le fondateur et directeur du cabinet… "J'étais fasciné par toutes ses utilisations et je voyais l'impact positif qu'il pouvait avoir sur la décarbonisation de l'environnement bâti."

Wolf + Wolf achève actuellement un immeuble de grande hauteur au Cap qui utilise du béton de chanvre sous forme de blocs préfabriqués, qui est considéré comme le plus haut bâtiment du monde construit avec ce matériau.

L'agence d'architecture travaille également sur quatre maisons en chanvre et a commencé à concevoir un autre grand bâtiment en chanvre. Son directeur est optimiste : "En Afrique du Sud, l'intérêt pour le chanvre en tant que matériau de construction croît de façon exponentielle. C'est le début d'une toute nouvelle industrie dans le pays."

Grâce au déblocage des réglementations et à une meilleure compréhension de la myriade d'avantages du matériau, l'utilisation du béton de chanvre est en hausse, bien qu'elle soit principalement concentrée en Europe et en Amérique du Nord. La Commission européenne a indiqué que la superficie des terres de l'UE consacrées à la culture du chanvre industriel a augmenté de 75 % entre 2015 et 2019, la France étant responsable de 70 % de la production totale.

Bien que d'autres pays soient plus lents à adopter le chanvre en tant que produit agricole et matériau de construction, les choses pourraient bientôt s'accélérer. En novembre 2022, les Nations unies ont publié un rapport soulignant les avantages du chanvre industriel. L'ONU a indiqué que pour exploiter pleinement le potentiel du chanvre, les pays devraient clarifier le statut juridique de la plante, faire face aux contraintes des cadres réglementaires et coopérer au niveau régional pour faciliter la mise en place de chaînes de production.

Material Cultures estime que l'adoption de matériaux de construction durables tels que le chanvre pourrait s'inscrire dans le cadre d'une évolution vers une approche de la construction fondée sur l'utilisation de ressources naturelles d'origine locale. "Il s'agit notamment de tirer la plus grande partie de la masse des bâtiments de cultures à rotation rapide, afin de fournir une isolation à faible teneur en carbone, mais aussi de capturer et de stocker le carbone dans les bâtiments", explique M. Gormley.

Bien que l'environnement ait réellement besoin d'une réduction radicale de la construction, le plus important, lorsque vous construisez, est de le faire "de manière efficace en termes de ressources, allégée et réfléchie", déclare Mme Islam. Le chanvre, une matière à croissance rapide et séquestrant du carbone, semble donc être un matériau idéal à exploiter.