La fabrication d'adobes (briques de terre crue)

Plan

Introduction

Les adobes, encore appelées briques de terre crue, sont des briques de terre séchées à l'air sans cuisson dans un four. Traditionnellement, elles sont moulées à la main dans un moule en bois puis séchées à température ambiante. C'est une technique pluri-millénaire, encore utilisée aujourd'hui dans beaucoup d'endroits de part le monde.

Image : Fresque datant de 3500 ans retrouvée en Égypte dans la tombe de Rekhmire et décrivant la fabrication d'adobes.
Source : http://www.earth-auroville.com/maintenance/uploaded_pics/10-adobe-moulding-en.pdf.

Ces briques sont généralement utilisées pour de la maçonnerie générale, mais nous les utilisons pour la fabrication de poêles de masse. Elles peuvent être utilisées pour la première peau du poêle ou pour le coeur de chauffe, mais dans ce cas la durabilité du poêle sera moins importante qu'avec des briques classiques. Il faudra aussi faire très attention à sécher le poêle en douceur avant de l'utiliser à sa pleine puissance.

Ces adobes peuvent aussi être utilisées sur la seconde peau ou pour des bancs de chauffe de poêles de masse : les températures sont moins élevées et dans ce cas les adobes y résistent sans problème.

Images : À gauche, adobes maçonnées pour la seconde peau; à droite, adobes utilisées pour un banc de chauffe.

Résistance

Nous avons testé la résistance à la compression des briques de terre crue obtenues par la méthode décrite ici. Résultats : nos adobes résistent à plus de 19 tonnes/m2 soit 19 MPa, ce qui est excellent ! En effet, la résistance à la compression des briques de terre cuites s'étale entre 8 et 40 tonnes/m2 (Source : ici).

Image : Test de résistance à la compression des adobes

Le test à été effectué dans les conditions suivantes :

les briques crues encore humides moulées le jour même ou la veille ont été stockées à l'intérieur à cause du mauvais temps. Nous les avions déposées sur des palettes stockées l'une sur l'autre. Il y avait 182 briques humides de 10x10x20 cm qui pèsent environ 4 kg et 20 planelles de 5x10x20 cm, soit 768 kg au total. L'ensemble reposait sur des briques crues sèches par l'intermédiaire d'une palette dont les tasseaux font de 5 cm de large. La pression s'exerce donc sur un carré fictif de 20 cm de coté (4 rectangles de 5x20 cm).

La pression sur les briques crues séchées était donc de 768/0,04 = 19,2 tonnes/m2 soit environ 19 MPa.
Il n'y avait pas de fissure visible sur les briques de terre crue sèchent qui on supporté ce poids.

Les moules

Les moules utilisés peuvent être en bois ou en métal. Pour des briques mieux dimensionnées et un moule plus résistant, il vaut mieux utiliser des moules en métal.

Images : moule en bois permettant de faire 3 adobes de 20 x 10 x 10 cm

Pour la fabrication des poêles de masse, nous utilisons principalement des adobes de 20 x 10 x 10 cm, appelées "savons" et des adobes de 20 x 10 x 5 cm, appelées "planelles".

Images : À gauche, moule en métal permettant de faire des savons; à droite, moule à planelles

Il vaut mieux ne pas construire des moules à savons avec plus de 3 cavités et des moules à planelles avec plus de 4. Au delà, les moules deviennent trop lourds à manier et démouler plusieurs briques simultanément demande beaucoup d'expérience. Pour commencer, il vaut mieux fabriquer des moules à savons à 2 cavités et des moules à planelles avec 3 cavités.

La fabrication

La première étape consiste à trouver la juste proportion d'argile et d'agrégats. La plupart du temps, la terre du jardin est une excellente base pour fabriquer des briques. Elle est souvent trop argileuse, ce qui oblige à ajouter du sable. Les proportions sont très variables en fonction du type de terre argileuse à disposition : dans le cas d'une terre "agricole", on peut partir sur des proportions de 1 à 2 parts de sable pour 5 parts de terre et, dans le cas d'une terre très argileuse, de à 2 ou 3 parts de sable pour 1 part d'argile. L'idéal n'est pas de trouver une terre très argileuse, mais une terre qui présente déjà le bon ratio argile/sable.

Le sable à utiliser doit avoir une granulométrie étalée. Du sable 0-5 mm convient parfaitement. Il faut éviter de prendre des sables plus fins qui conduiraient à une fissuration des briques. En revanche, on peut choisir du sable plus grossier dans une certaine mesure. Un mélange classique de sable et de gravier à béton n'est par exemple pas adapté à la fabrication d'adobes parce que les graviers empêchent d'avoir des arêtes propres. On peut en revanche tamiser le sable (ou directement la terre si elle est caillouteuse) avec du grillage de 13 mm.

L'objectif est d'obtenir des briques qui ne fissurent pas au séchage et qui sont suffisamment argileuses pour que, lorsqu'on les frotte à la main, il n'y ait pas de sable qui s'effrite. Un mélange proportionnellement trop riche en argile aura tendance à fissurer tandis qu'un mélange trop sableux s'effritera et sera globalement moins solide.

La méthode de test est la suivante :

  • Fabriquer un moule de test aux dimensions voulues.
  • Dans un seau, mélanger énergiquement à la main ou à la truelle suffisament de terre et d'eau pour faire une brique. Il est plus facile de partir d'un mélange très liquide et d'y ajouter progressivement de la terre jusqu'à obtenir la consistance souhaitée. Le mélange doit être suffisament sec pour que la brique ne s'affaisse pas après le démoulage.
  • Il faut maintenant mouler et numéroter la brique. Le moule doit être enlevé immédiatement après le moulage.
  • Faire d'autres tests en variant à chaque fois le ratio terre argileuse/sable. On peut par exemple partir de 1 part de terre pour 1 part de sable, puis essayer 1 part de terre pour 2 de sable, etc.. L'idée est d'obtenir une brique solide, avec le plus fort taux d'argile possible et qui ne fissure pas.
  • Laisser sécher au soleil où en intérieur s'il fait trop froid ou si le temps est humide.
Une fois le bon ratio terre/sable trouvé, il ne reste plus qu'à fabriquer les briques en grande quantité.

Images : Adobes suffisament solides pour être perçées à la mèche à béton.

Le processus de fabrication des adobes est le suivant :

  • Mettre environ 5 L d'eau dans une bétonnière d'au moins 160L.
  • Ajouter progressivement la terre et le sable tant que le mélange reste suffisament liquide pour bien se mélanger. Attendez quelques minutes, c'est très important. Les briques seront d'autant plus solides que l'argile aura pu s'hydrater.
  • Compléter le mélange jusqu'à ce que des "crottins" de la taille d'un poing se forment spontanément dans la bétonnière. Ces crottins doivent être humides au toucher mais non salissants.
  • En parallèle, mouillez les moules et saupoudrez l'intérieur de sciure pour éviter de déformer les briques lors du démoulage. Les moules doivent être posés sur un sol bien plat pour obtenir des briques de dimensions précises.
  • Projeter avec force les crottins dans les moules. La compaction dynamique assurée par ce jet permet d'obtenir des briques plus denses et plus solides.
  • Avec les pouces, enfoncer la terre dans les coins. Avec une truelle, lisser le dessus des futures briques en enlevant l'excès de matière.
  • Démouler aussitôt les briques en faisant attention de ne pas les déformer. De petites secousses et de l'entrainement permettent un démoulage efficace. L'idéal est de travailler avec un mélange assez sec pour qu'il ne colle pas trop aux bords et que la brique ne "coule" pas une fois démoulée.
  • Les adobes sont laissées à sécher à température ambiante pendant 1 à 5 jours, en fonction du temps. Elles sont ensuite entreposées à l'abri de la pluie.
Les adobes obtenues par cette méthode sont d'une densité approximative de 1,8-1,9. Ainsi, des adobes de 20 x 10 x 10 cm pèsent une fois sèches environ 3,6-3,8 kg pièce.

Images : À gauche, lissage des briques; à droite, terre projetée dans un moule.

Un binôme sans expérience préalable et avec une condition physique raisonnable peut espérer fabriquer entre 150 et 200 briques en une journée avec la méthode décrite ici, en supposant que les matériaux et le matériel soient déjà en place. La même méthode sans bétonnière est utilisée en Amérique du Sud où certains travailleurs produisent jusqu'à 1000 briques par jour.

Contrairement à certains types de briques ou à de la bauge ou encore à du torchis, il n'est pas nécessaire de rajouter des fibres dans les briques. En effet, pour les poêles de masse, les briques de terre crue sont utilisées uniquement pour des efforts en compression parce que c'est un des points forts du matériau terre. Plutôt que de fabriquer et d'utiliser des linteaux qui sont sollicités en flexion, il est préférable de faire des voûtes comme par exemple des plates-bandes qui sollicitent principalement les matériaux en compression. Les variations de température font bouger les différents éléments des poêles et pour une durabilité optimale il vaut mieux utiliser les matériaux dans leurs points forts.

Photos

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Briques de terre compressée

Pour ceux qui voudraient tester d'autres méthodes, il est aussi possible de fabriquer les briques à l'aide d'une presse manuelle. Dans ce cas on travaille la terre lorsqu'elle est humide et non pas plastique comme c'est le cas pour les adobes.

Les plans de fabrication d'une presse classique (la CETA-RAM) conçue au Guatemala en 1976 par l'ingénieur Roberto Lou Ma sont disponibles sur ce lien avec son autorisation : CETA-RAM-Block-Press.pdf.

Attention, les plans dessinés à la main sont en mm tandis que ceux dessinés sous Autocad sont en pouces (1 pouce équivaut à 2,54 cm).