Tout savoir sur le pisé

Introduction

Préserver le patrimoine c’est aussi veiller à ce que patrimoine architectural continue de vivre. Le pisé, à travers l’histoire, a prouvé sa durabilité et sa bonne intégration dans le paysage.

Il est nécessaire de connaitre cette technique de construction en terre très ancienne afin de savoir comment s y prendre lors des travaux de restauration et mise en valeur, mais aussi pour bénéficier des aspects techniques et environnementaux de ce matériau qui est la terre.

Le pisé, définition

• Terminologie d’origine latine : du latin « pinsare » qui veut dire plus « piler », « broyer », que « compacter ». Réfère à l’utilisation de la « fistuca » (pilon de bois) pour le pilage broyage du tuileau dans la fabrication du mortier romain. De ce verbe latin «pinsare » est dérivé la terminologie française « pisé » dont plusieurs formes d’écritures sont connues : pisey, pisay, pisé.
• « Le pisé est un procédé d’après lequel on construit les maisons avec de la terre, sans la soutenir par aucune pièce de bois, et sans la mélanger de paille ni de bourre. Il consiste à battre, lit par lit, entre des planches, à l’épaisseur des murs ordinaires, de la terre préparée à cet effet. Ainsi battue, elle se lie, prend de la consistance, et forme un mélange homogène qui peut être élevée à toutes les hauteurs données pour les habitations »… Selon François Cointeraux.
• Le pisé, technique séculaire de mise en œuvre de terre crue, offre des qualités d’habitabilité et d’adaptation exceptionnelles mais nécessite une attention et un suivi régulier. Bien construit et protège, le bâtiment en pisé traverse les siècles et s’adapte tout naturellement aux divers besoins de l’homme. (AGEDEN – Maitrise de l’énergie et énergies renouvelables en Isère).

Le pisé à travers l’histoire

La terre est certainement un des matériaux de construction les plus anciens de l’histoire de l’humanité. Utilisé par les civilisations les plus anciennes ȋEgypte, PerseȌ, ce matériau fut employé pour les constructions les plus simples comme pour les ouvrages monumentaux, pyramides de Mastabas à Sagara en Egypte, ruine de la cité Précolombienne de Chan-Chan au Pérou).

Au 15e siècle

• Alberti (1404-1472), dans « De Re Aedificatoria », témoigne de son intérêt pour les constructions en terre foulée et battue entre deux tables d’ais ȋbanchesȌ qu’il a pu observer en Afrique du Nord et en Espagne. Il relève la grande solidité des édifices ainsi construits.

Au 16e siècle

• Charles Estienne et Jean Liebaut, dans « La maison rustique ou l’économie générale de tous les biens de la campagne », évoquent les techniques de la bauge, du torchis et du pisé avec la reconnaissance de la solidité des murs en pisé.

Au 18e siècle

• Delorme (1700-1782), dans « Mémoire pour la construction des murs de terre », fournit un texte de base sur le pisé qui va être repris par plusieurs auteurs du 18e .
• Diderot et d’Allembert, dans leur « Encyclopédie », publient un article intitulé « pisay, pisey, pisé » et font référence à des habitats ruraux de la région de Châlons (Saône).
• Goiffon Jean-Claude, publie « L’art du maçon piseur » en ͕77͖, qui constitue une première forme de traité technique sue ce mode de construction.
• Cointeraux François, édite « ͗eme cahier d’Ecole d’architecture rurale ou leçon », en 1790. Cet ouvrage sera traduit ou adapté dans les principales langues européenne et aura un impact jusqu’au Etats-Unis et en Australie.

Au 19e siècle

• Rondelet jean-Baptiste édite « traité de l’art de bâtir » et consacre un chapitre entier à la construction en terre.
• Quelques chiffres :

*40% des habitats actuels dans le monde sont en terre crue (Source: United Nations center for human settlements).

*57% des sites de la « liste du Patrimoine Mondial en Péril », dressée par la Convention du Patrimoine Mondial de l’UNESCO, sont des architectures construites en terre crue.

Les caractéristiques techniques du pisé

Aujourd’hui dépassée par les techniques modernes, la construction des murs en pisé présentait pourtant de nombreux avantages :

• Régulateur d’humidité : capacité a laisser transiter la vapeur d’eau.
• Durée de vie: patrimoine de bâtiments centenaires.
• Déphasant : il ralenti le transfert de chaleur ȋet permet un confort d’été indéniable).
• Élément de forte inertie, c’est-a-dire qu’il a une bonne capacité a stocker la chaleur et a la restituer par rayonnement.
• Isolation phonique et qualité acoustique.
• Reprise aisée, qui nécessite un savoir-faire.
• Mise en œuvre du mur rapide, Il faut en effet aller vite pour mettre en place la toiture.
• La terre crue ne produit aucun déchet, ne nécessite aucun emballage et son recyclage est naturel.
• Traditionnellement, les bâtiments en pisé portent de ( bonnes bottes ) et un ( bon chapeau ). C’est-à-dire que le soubassement est traite de manière a éviter les remontées capillaires (le plus souvent en galets, en pierre ou en briques de terre cuites maçonnées) et le débord de toiture est suffisant pour éviter le ruissellement de l’eau sur la façade.

Une des propriétés de ces constructions se retrouve dans la gestion de l’humidité quasi autonome du matériau terre.

Les terres à bâtir

La terre est constituée de grains (cailloux, graviers, sables, silts et argiles), d’air et d’eau en très faible pourcentage. La proportion et la nature des grains caractérisent les terres et leur possibilité d’utilisation.

Les terres a pisé

Les terres à pisé sont des mélanges très hétérogènes de grains, qui vont du caillou de quelques centimètres à des particules d’argile de quelques millièmes de millimètres. Les plus gros grains sont donc 100 000 fois plus gros que les plus petits, et cet ensemble se combine en un matériau dense et solide permettant de construire des murs.

La terre est constituée de grains (cailloux, graviers, sables, silts et argiles), d’air et d’eau en très faible pourcentage. La proportion et la nature des grains caractérisent les terres et leur possibilité d’utilisation.

La terre à pisé doit avoir une granulométrie variée : graviers, sables, limons et argiles dans des proportions bien définies, même si selon les lieux d’extraction, la matière se comportera différemment (couleur, tenue aux intempéries,…).

Les bonnes terres ou terres à bâtir sont prélevées sous la couche de terre végétale. Elles ne doivent plus comporter d’éléments organiques.

La technique du pisé

Le pisé est une technique particulière pour monter un mur en terre crue : celle-ci est compactée (à l’aide d’un pisoir) dans des coffrages (appelés banches) de grande largeur qui se superposent pour constituer la hauteur des murs. Cette technique permet d’utiliser la terre généralement directement issue du site de la construction, et ne nécessite pas de transformation (pas d’utilisation d’énergie pour altérer ses propriétés basiques). Des lits de chaux ou cordons de chaux font souvent office de liant entre les différentes banchées (hauteur de coffrage).

Les outils du maçon-piseur

La pelle :

Elle sert à repartir la terre par petite couche dans les banches.

Les paniers d’osier :

La terre propice à la construction est ( portée à la corbeille ), le panier est directement posé sur la nuque protégée d’un coussin de paille.

Le pisoir :

Le pisoir pour damer/tasser la terre est assez « pointu » de manière à ce que la pression d’impact soit suffisamment importante.

Le coffrage du mur en pisé

La banche est un coffre permettant de fixer la terre, c’est le moule du mur en pisé.

• Les banches sont réalisées avec 3 à 4 planches droites en bois sec. Coffrages afin d’obtenir un parement lisse à l’intérieur et d’empêcher les motte de terre d’adhérer aux planches, celle-ci rabotées. Les planches sont assemblées par rainures et languettes. Des poignées de fer, « manettes », permettent de transporter les banches. Le coffrage est fermé par des fonds de planches, appelés encore closoir ou tête de moule.
• Les clés : les banches reposent perpendiculairement sur des clés ou lassoniers.

Aux deux extrémités des clés, dans les trous, vont venir s’insérer les aiguilles de deux poteaux parallèles aux banches que l’on nomme les montants.

• Les jougs sont fixés sur la partie supérieure des montants et assurent la cohésion de l’ensemble. On peut aussi utiliser le serre-joint.
• Les coins sont enfoncés dans les clés et les jougs, ils servent à serrer les montants et les banches sur l’assise du mur déjà faite. Leur rôle est important, c’est eux qui donnent la solidité à l’ensemble.
• Les renvois sont des morceaux de bois fixés à l’intérieur de la banche qui servent à corriger leur verticalité. Pour vérifier cette dernière ont utilise un fil à plomb fixé au joug. Le renvoi donne de la rigidité au rectangle formé par la clé, les deux montants et le joug.

Mise en œuvre d’un mur en pisé

Le soubassement du mur

Avant de monter les murs de terre il est indispensable d’élever un soubassement. Son rôle est déterminant pour la construction, il protège l’habitat des remontées d’humidité du sol et des rejets de l’eau de pluie et doit être suffisamment haut pour protéger le mur de pisé d’une inondation. Ce mur de galet est également important dans les écuries ou les étables, pour éviter que les animaux n’usent le mur en pisé en se frottant contre.

Des réserves sont laissées dans la partie haute du soubassement tous les 80 cm environs. Elles sont destinées à recevoir les lassoniers qui soutiennent les banches et les aiguilles qui maintiennent l’écartement. Les banches sont ensuite montées.

Mise en place de la terre

Avant de mettre la terre, il faut étendre un glacis de mortier uniquement sur le pourtour du coffrage, et couvrir de quelques pierres minces les tranchées où sont les clefs. Ce glacis empêche la première terre, jetée dans la banche, de couler et améliore la finition.

La terre est épandue sur 15 à 20 cm. Ces couches de terre « foisonnée » sont ensuite compactées à l’aide du pisoir et ramenées à moitié d’épaisseur. On frappe d’abord en travers, perpendiculairement à la banche, ensuite les coups de pisoir sont donnés tout au long de la banche pour « faire la fleur », ou l’affleurement, et pour durcir les deux cotés du futur mur.

Les couches se succèdent jusqu’à se que la banche soit remplie, ce volume de terre comprise entre les banches s’appelle une banchée. Pour faire une plaine banchée, soit 80cm, il faut une dizaine de couche de terre compactée.

Le débanchage

Une fois les banches remplies, il faut débancher (ou enlever les banchés), pour enlever les coins et les lassoniers (pris dans la terre) on donne un coup de maillet, on mailloche.

Après le débanchage, l’ensemble est placé sur la partie voisine du mur. Entre les deux banches on met une trainée de mortier qui va former le liant des deux masses de terre. Le mortier est réalisé avec une chaux grasse.

Pour assurer la solidité du mur, les banches sont montées en retrait d’un centimètre l’une sur l’autre. Ainsi la base du mur est légèrement plus large que le sommet (on donne un « fruit » au mur). Les banches sont entrecroisées sur les façades et placées en chicanes dans les chainages d’angles.

Les joints entre les banches : On remarque sur les bâtiments en pisé deux variantes de joints entre les banches d’une même assise. Les joints verticaux et les joints obliques, en général à 45°. Ces joints caractérisent les façades en pisé.

Le pisé contemporain

Coffrage métallique, godet malaxeur, compresseur et casque: Les pisés contemporains se mettent en œuvre plus rapidement, mais font souvent appel à des équipements sophistiqués, tels que des coffrages métalliques grimpants ou à progression linéaire, ou des tracteurs avec godets malaxeurs. La terre est compactée avec un fouloir pneumatique relié à un compresseur, qui densifie le matériau au point de le rendre parfaitement lisse en surface.

Les banches sont lourdes pour résister aux pressions importantes des fouloirs pneumatiques, et peuvent nécessiter une manipulation avec une grue.

Rénover le pisé

Aborder la rénovation

Comme sur tout bâtiment ancien, l’intervention d’une opération de rénovation doit se faire en toute connaissance de ses spécificités, de manière a ne pas occasionner de dégâts.

Plusieurs étapes sont nécessaires pour mener a bien une rénovation durable :

1. Observer le bâtiment : état des enduits de façade et intérieurs, fissures, humidité, remontées capillaires,…
2. Inspecter l’état des édifices voisins, pour essayer de repérer d’éventuelles pathologies communes.
3. Faire le tour du terrain pour essayer d’identifier des possibles sources d’humidité ( Les défauts hygrométriques ).
4. Définir la finalité du bâtiment et la performance souhaitée (harmonisation architecturale, respect du bâti, enjeux environnementaux, couts de chauffage,…)
5. Choisir avec soin les intervenants sur le chantier (architecte, artisans, bureau d’étude,…) demander des références de chantier sur maison en terre, et éventuellement les visiter.

Les principes d’une rénovation réussie

• Le respect du bâti : fort de leur grand âge, ces édifices n’en seront pas moins fragilisés si les interventions ne se font pas en adéquation avec leurs qualités premières. Il n’y a pas de solution universelle a la rénovation, celle-ci doit être adaptée a chaque projet.
• Choisir des matériaux compatibles avec l’existant : le bâtiment ancien vit, évolue et se tasse au gré du temps, des mouvements de terrain et des assauts de l’humidité. Il est primordial d’appliquer des matériaux qui laissent place à une certaines élasticité, tels la terre ou la chaux, afin d’éviter les phénomènes de cloquage des parois (plaques d’enduits qui tombent, entrainant parfois le morcellement du pise) ou d’aggraver les fissures existantes.
• Bannir les enduits / revêtements imperméables : ni a l’intérieur, ni a l’extérieur. Les paresvapeur, revêtements plastifies, papiers peints étanches et autres produits de ce type empêchent les échanges gazeux et ne laissent pas passer les transferts d’humidité, provoquant de la condensation en certains points précis du mur (moisissures, dégradation de l’air intérieur, dégradation de la maçonnerie,…).
• Résoudre les problèmes à la source : l’humidité excessive ne cessera pas en la seule présence d’un déshumidificateur. Il faut trouver d’ou vient la source d’ennui (dans le cas d’humidité, cela peut-être les remontées capillaires, un enduit étanche autour du bâtiment,…) et la dévier hors du champ du bâti.

Les pathologies du pisé

1. Erosion directe par la pluie, l’érosion par la pluie est très lente, et advient lors des premières années suivant la construction. Le lavage des fines particules de surface expose alors les sables qui protègent le mur et réduisent la vitesse d’érosion.
2. Ravine, perte de matière sur un mur liée à un écoulement accidentel d’eau.
3. Sillon destructeur, bande érodée de la partie basse du mur en pisé, à l’endroit o‘ les remontées capillaires s’évaporent. L’apparition de ces sillons peut être accélérée en hiver, quand le pisé humide gèle.
4. Salpêtre , l’efflorescence de nitrates en surface de mur, appelée salpêtre, détruit la cohésion du matériau et accélère la formation des sillons destructeurs. Le salpêtre est courant dans les lieux ayant abrité des engrais (nitrates) ou dans les anciennes étables (sels des urines).
5. Décollement de l’enduit, les enduits étanches se décollent par plaques, en commençant par le bas, là où le mur est le plus humide.
6. Tassement et fissuration, les fissures verticales, courantes dans le pisé, sont souvent dus à un tassement différentiel du sol lié à des problèmes d’alternance de sécheresse et d’humidité du terrain.
7. Flambement et fissuration, flambement du mur et apparition d’une fracture verticale sous l’effet d’une charge latérale, souvent due à la poussée de la charpente sur les murs, consécutif par exemple à un affaiblissement structurel de celle-ci ou la présence de surcharges en toiture.
8. Fissure de poinçonnement ou de cisaillement , fracture du mur en terre sous une charge excessive ponctuelle, par exemple sous une poutre dont la charge n’a pas été répartie.

Les réparations sur le pisé

Les bâtiments en pisé sont souvent fissurés : c’est du au fait que la matériau terre n’est pas immuable et bouge dans le temps. Le pisé peut présenter des fissures sans forcément être menacé dans sa stabilité mécanique. Le témoin de fissuration

Il est possible d’effectuer un témoin en plâtre qui permet de suivre l’évolution des fissures. Celui-ci déterminera si la fissure est « morte » (pas d’évolution) ou « vivante » (craquelures, modification de la fissure).

Les fissures ou les détériorations mineures peuvent se réparer superficiellement. Idéalement, la terre sera utilisée pour reboucher la fissure, sous forme de mortier de terre liquide ou bien avec un coulis de chaux. Il faut éviter le ciment, qui rigidifie la zone et peut aggraver la pathologie (au delà d’un aspect esthétique discutable).

Voici l’exemple d’une rénovation de façade sur la commune de Nivolas Vermelle :

Etape 1 – L’enduit extérieur a été retiré, ainsi que tous les éléments menaçant de tomber.

Etape 2 – Application de la technique « terre coulée », a la manière du béton de ciment, a l’aide de banches.

Etape 3 – Application de l’enduit de finition : mortier de terre taloche puis passe a l’éponge.

Pour les fissures plus importantes

Les ouvertures peuvent être rebouchées avec des éléments de maçonnerie (pierres, briques de terre) ou la même terre a pisé, en étant assurés au préalable de la bonne tenue de lǮédifice. Exemple de réparation d’une fissure due a une infiltration d’eau en toiture :

Etape 1 – L’ouverture a été remplie a l’aide de briques de terre crue

Etape 2 – La fissure a été rebouchée a l’aide d’un mortier de terre

Etape 3 – Application de l’enduit de finition : mortier de terre taloché puis passé à lǮéponge.

Pour les interventions lourdes visant la stabilité du bâtiment éviter dans la mesure du possible l’utilisation de matériaux rigides (par exemple, utiliser si possible le bois s’il y a nécessite de faire un chainage)

L’isolation du mur en pisé

La résistance thermique (résistance au passage de la chaleur) d’un mur en pisé est médiocre comparée a des isolants classiques ȋ͙͔cm de pise ≈ ͘cm de polystyrène).

Paradoxalement, plusieurs autres propriétés contribuent au confort incontestable des maisons en pisé : l’inertie, le déphasage, la régulation hygrométrique. Mais il reste tout de même nécessaire d’apporter une isolation complémentaire en vue de diminuer les charges de chauffage.

Les matériaux isolants utilisables doivent être perméables à la vapeur d’eau, sous risque de provoquer de la condensation a l’intérieur du mur et dégrader la maçonnerie en pise.

Voici quelques matériaux adaptés au transit de vapeur d’eau :

• Les panneaux de roseaux
• La laine de bois
• La ouate de cellulose
• La paille
• Le chanvre (sous forme de laine ou de bétonȌ…

• Il ne faut jamais utiliser l’isolation pour cacher des pathologies dues à l’humidité. Il faut avant tout procéder au traitement de la source d’humidité et effectuer des réparations si nécessaire.