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PROGRAMME NATIONAL DE RECHERCHE SUR LA CONNAISSANCE ET LA CONSERVATION DES MATE

PROGRAMME NATIONAL DE RECHERCHE SUR LA CONNAISSANCE ET LA CONSERVATION DES MATERIAUX DU PATRIMOINE CULTUREL (PNRCC) Appel à projets de recherche 2011 Ministère de la Culture et de la Communication PaTerre+ Interactions argiles/biopolymères : Patrimoine architectural en Terre et stabilisants naturels d’origine animale et végétale 09/2011‐09/2013 Groupe de travail 1 Recettes traditionnelles & Classification des stabilisants d’origine animale ou végétale Avril 2012 Aurélie Vissac, Laetitia Fontaine, Romain Anger Laboratoire CRAterre‐ENSAG 60, avenue de Constantine ‐ BP2636 38036 Grenoble Cedex 2 Le projet Interactions argiles/biopolymères : Patrimoine architectural en Terre et stabilisants naturels d’origine animale et végétale (PaTerre+) est financé par le Ministère de la Culture et de la Communication (MCC) dans le cadre de l’appel à projets de recherche 2011 du PNRCC (Programme National de Recherche sur la Connaissance et la Conservation des Matériaux du Patrimoine Culturel). Ce projet, initié en septembre 2011 et qui se poursuivra jusqu’en septembre 2013, rassemble 3 partenaires de recherche : ‐ CRAterre‐ENSAG ‐ l’unité de recherche AE&CC de l’ENSA Grenoble ‐ le laboratoire de recherche des monuments historiques (LRMH) Le présent document correspond au rapport du groupe de travail 1, intitulé « Recettes traditionnelles & Classification des stabilisants d’origine animale ou végétale ». Ce groupe de travail est piloté par AE&CC, avec la participation de CRAterre‐ENSAG. Recettes traditionnelles de stabilisation : interactions argiles/biopolymères Sommaire Introduction________________________________________________________________ 1 Polysaccharides _____________________________________________________________ 2 Cellulose et lignine Bouse de vache et crottin _________________________________________________ 3 Balle de riz _____________________________________________________________ 6 Autres fibres fermentées _________________________________________________ 9 Papier washi __________________________________________________________ 10 Méthylcellulose ________________________________________________________ 11 Terre de termitière _____________________________________________________ 12 Jus végétaux gélatineux Tiges et feuilles de bananier ______________________________________________ 13 Eau gluante ___________________________________________________________ 14 Cactus _______________________________________________________________ 16 Agave________________________________________________________________ 18 Aloe Vera _____________________________________________________________ 18 Algue ________________________________________________________________ 19 Amidon Farine de blé __________________________________________________________ 21 Fécule de pomme de terre _______________________________________________ 22 Riz gluant _____________________________________________________________ 23 Résidus de distillation de manioc et de maïs fermentés ________________________ 23 Gommes naturelles Gomme arabique ______________________________________________________ 24 Gomme de guar________________________________________________________ 25 Gomme xanthane ______________________________________________________ 25 Lipides ___________________________________________________________________ 26 Huiles et graisses Huile de lin____________________________________________________________ 26 Beurre de karité _______________________________________________________ 27 Huile de kapok_________________________________________________________ 29 Huile de poisson _______________________________________________________ 30 Huile de raisins sauvages ________________________________________________ 30 Graisses animales ______________________________________________________ 31 Cires Cire de carnauba _______________________________________________________ 32 Protéines _________________________________________________________________ 33 Protéines globulaires Caséine ______________________________________________________________ 33 Albumine _____________________________________________________________ 35 Protéines fibreuses Collagène_____________________________________________________________ 36 Autres Molécules___________________________________________________________ 37 Tanins Décoction de cosses de néré______________________________________________ 37 Gousses d’Acacia _______________________________________________________ 39 Résines Dammar______________________________________________________________ 41 Latex ________________________________________________________________ 41 Conclusion ________________________________________________________________ 42 Bibliographie ______________________________________________________________ 43 Annexe __________________________________________________________________ 49 Recettes traditionnelles de stabilisation : interactions argiles/biopolymères Introduction INTRODUCTION Il existe une multitude de recettes traditionnelles utilisant des composés organiques naturels pour stabiliser la terre crue comme matériau de construction. Ces ingrédients très divers, parfois semblables d’un continent à l’autre, d’origine animale ou végétale, apportent à la terre une meilleure résistance à la fissuration lors du séchage, une meilleure résistance à l’eau de pluie ou à l’érosion, une meilleure résistance mécanique, ou encore ils peuvent en faciliter l’application, par une texture plus souple ou une meilleure capacité d’adhésion. Ce sont ces biopolymères, issus du vivant, qui font l’objet de ce cahier de recettes. Afin de mieux comprendre, dans une prochaine étape, leur interaction avec la terre à l’échelle des particules, ils sont regroupés en quatre parties distinctes : les polysaccharides, les lipides, les protéines et enfin une catégorie comprenant d’autres molécules complexes. Ce document n’aborde pas les enduits en terre stabilisés avec des grains (sables, graviers, etc.) ou des fibres (paille, chènevotte, etc.) macroscopiques. Ces apports sont connus pour réduire la fissuration au séchage et dans le cas des fibres, pour augmenter la résistance à la traction. Ils apportent donc une contribution à la résistance de l’enduit en terre à l’échelle du grain, c'est‐à‐dire de l’ordre du millimètre ou du centimètre. Cependant, ils n’interagissent pas directement avec les plaquettes d’argile, à l’échelle microscopique. Les substances organiques décrites dans ce rapport libèrent des molécules qui, elles, interagissent avec les argiles. En d’autres termes, seront recensées dans le présent document, les différentes préparations qui sont à l’origine d’interactions supposées ou vérifiées entre des biopolymères et les feuillets d’argile, à une échelle invisible à nos yeux. Le rapport est structuré de la manière suivante : Le cahier de recette :  les recettes, numérotées de 1 à 29, sont visibles dans des encadrés de couleur verte  des explications sur les matières premières employés, les polymères qui interagissent avec les argiles ou encore sur les techniques de préparation ou de mise en œuvre, sont mises en relief dans les paragraphes intitulés ‟matériaux”, ‟molécules”, ‟ mise en œuvre” ou ‟technique”  les paroles d’artisans ou d’autres témoignages écrits et oraux et qui font souvent référence à des propriétés de la terre supposées mais non vérifiées par les auteurs de ce document sont retranscrits en italique, de même que les appellations locales  chaque groupe de recettes (classées par ingrédient principal) est complété par une sélection de quelques références bibliographiques. Cette partie est suivie par une bibliographie globale qui recense, par ordre alphabétique, toutes les références qui abordent le sujet de la stabilisation traditionnelle de la terre par des composés organiques d’origine animale ou végétale, consultées lors de l’écriture de ce rapport. Enfin, figure en annexe, un exemplaire du questionnaire à la base de l’enquête sur la stabilisation traditionnelle, menée dans le cadre de leur doctorat, par Laetitia Fontaine et Romain Anger. 1 Recettes traditionnelles de stabilisation : interactions argiles/biopolymères Polysaccharides 2 POLYSACCHARIDES [Molécules] Les polysaccharides sont des glucides, de longues chaînes carbonées. Selon la structure des monomères qui les constituent, ces macromolécules ont des propriétés bien distinctes. Les principaux polysaccharides sont des molécules de structure, comme la cellulose (végétaux) et la chitine (principal composant de l'exosquelette des insectes ou d'autres arthropodes) ou stockant de l'énergie comme l'amidon (végétaux) et le glycogène (animaux). CELLULOSE ET LIGNINE [Molécules] La cellulose et la lignine sont les principaux composants Schéma représentant la lignine (rouge) et la cellulose (jaune) d’une plante. www.lbl.gov/ Publications/YOS/Feb/ du bois. Elles représentent à elles deux plus de 70% de la biomasse. La cellulose, la matière organique la plus abondante sur terre, est une macromolécule en forme de fibre, une longue chaîne dont les maillons sont des sucres. La lignine est un biopolymère formant un réseau tridimensionnel complexe qui n’appartient pas à la famille des polysaccharides. Etant fabriquée par la grande majorité des plantes, la lignine est décrite ici, car elle va de paire avec la cellulose. Quantitativement, la lignine est très présente dans le bois, lui apportant sa rigidité. Elle l’est déjà moins dans les tiges de plantes et moins encore dans les feuilles. Les fibres végétales interagissent avec les argiles ‐ à l’échelle microscopique ‐ à partir du moment où elles entrent en décomposition. Un moyen simple d’obtenir des fibres décomposées est la fermentation. Des végétaux sont enfermés dans un milieu chaud et humide où ils macèrent pendant au moins plusieurs jours. Une autre façon consiste à utiliser les excréments de certains animaux. En effet, les mammifères ruminants ‐ contrairement à ceux qui ne possèdent qu’un seul estomac (chien, cochon, homme !) ‐ digèrent la cellulose grâce à des micro‐organismes présents dans leur panse : c’est leur principale source de nutriments. En revanche, la lignine n’est pas décomposée ; elle est alors rejetée dans leurs excréments. Les processus de fermentation ou de digestion sont longs et dépendent des conditions de température et d’humidité. C’est pourquoi ils ne sont généralement pas totalement achevés lorsque l’enduit est complètement sec, si bien qu’il reste encore des fibres dans la terre qui continuent de jouer un rôle d’armature. En résumé, lorsque l’on utilise des fibres ayant fermenté comme stabilisants organiques, on retrouve dans la terre de la cellulose libre ainsi que des sucres issus de sa décomposition (échelle microscopique), de la lignine et des fibres encore intactes : fibres de cellulose liées par la lignine (échelle macroscopique). Recettes traditionnelles de stabilisation : interactions argiles/biopolymères Polysaccharides Bouse de vache et crottin  Basile Kéré1 décrit les différentes étapes de la préparation d’un enduit en terre, à base d’excréments d’animaux, communément utilisé au Burkina Faso. Selon lui, la bouse de vache permettrait à l’enduit d’acquérir sa dureté rapidement une fois mis en œuvre. En outre, elle limiterait les fissures de l’enduit et rendrait les argiles peu sensibles à l’absorption d’eau et donc au retrait et au gonflement. Bouse de vache http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cow_bouse_de_vache.JPG [Mise en œuvre] Le support est aspergé d’eau, puis l’enduit est appliqué à la main et lissé sur une épaisseur qui peut aller jusqu’à 5 cm. En général, après une ou deux journées de séchage, une deuxième couche d’enduit est passée. On laisse sécher cette dernière couche d’enduit au moins 5h avant de lisser avec une pierre (qui permet de densifier l’enduit et de boucher les fissures de retrait dues au séchage). Après plusieurs jours de séchage, le mur est aspergé à l’aide d’un faisceau de paille fine trempé dans du jus de néré (cf. recette n°29).  Au Cameroun, les Mousgoums construisent leurs cases aux formes à la fois étonnantes et monumentales avec des matériaux locaux, de la uploads/Geographie/ 2012-04-paterre-recettes-traditionnelles-stabilisants.pdf