À l’Université de Séville, une étude de 2010 avec laine de mouton et alginate d’algues double la résistance de la terre crue, et 16 ans plus tard l’eau demeure le problème

Une étude menée par l’Université de Séville et l’Université de Strathclyde et publiée en 2010 a mélangé de la laine de mouton non lavée et de l’alginate tiré des algues avec de l’argile écossaise, et a doublé la résistance du sol non cuit, passant de 2,23 à 4,44 mégapascals (MPa) sans être cuit dans le four d’une brique en céramique. Seize ans plus tard, l’eau demeure son principal point faible.

Les auteurs de ce travail furent Carmen Galán-Marín et Carlos Rivera-Gómez, de l’École Technique Supérieure d’Architecture de l’Université de Séville, accompagnés de Jelena Petric, de l’Université de Strathclyde à Glasgow. La laine provenait directement des moutons écossais et avait été taillée en fibrilles de 10 millimètres. L’alginate est un polymère naturel provenant des parois cellulaires des algues brunes.

Laine non lavée et argile de Perth

La Fondation Espagnole pour la Science et la Technologie (FECYT) a présenté l’étude dans un communiqué daté du 5 octobre 2010. Galán et Rivera expliquaient qu’ils cherchaient un composé « plus durable, non toxique », fabriqué à partir de matériaux locaux abondants et capable de résister à des conditions climatiques défavorables, comme celles du Royaume-Uni.

L’argile a été fournie par ERROL Brick Company, un fabricant de briques de Perth, et l’alginate provenait de FMC BioPolymer, à Girvan. Selon les auteurs, l’Écosse regorge de fibre de laine destinée à être recyclée, fibre pour laquelle l’industrie textile ne trouve plus d’utilisation généralisée. Cette laine excédentaire se voit aujourd’hui proposer d’autres usages, comme les couvertures utilisées par la Suisse pour recouvrir un glacier afin de freiner la fonte.

Cinq mélanges dans la presse

L’équipe a préparé cinq mélanges: terre seule, terre avec alginate, terre avec 0,25 % de laine et deux combinaisons d’alginate avec 0,25 % et 0,5 % de laine. Les éprouvettes ont été conservées 24 heures dans un four à 50 °C. Un briquet en céramique est cuit entre 1000 et 1200 °C, selon une étude ultérieure du même groupe.

La résistance à la compression mesure la pression que le matériau peut supporter avant de s’aplatir. L’alginate seul la majore de 69 %, portante à 3,77 MPa, et la laine seule de 37 %, atteignant 3,05 MPa.

«Le mode de rupture de l’éprouvette de terre naturelle était très rapide et presque sans avertissement», écrivent les auteurs. Avec la laine, les pièces continuaient de se déformer après avoir atteint la charge maximale et des fines fissures apparaissaient à la surface avant de se rompre.

Moins de laine a mieux fonctionné

Le mélange avec alginate et 0,25 % de laine a atteint 4,44 MPa, et celui avec 0,5 % s’est arrêté à 4,37 MPa. Les meilleurs résultats sont donc arrivés avec la quantité moindre de laine.

Les 4,44 MPa ressemblent à ceux d’un sol stabilisé avec 10 % de ciment Portland, selon les normes espagnoles pour la construction en pisé publiées en 1992 par l’ancien Ministère des Travaux Publics et Transports. Ils dépassent également les 3,6 MPa indiquées par ce document pour une dose élevée de chaux.

Les auteurs ont conclu que les sols stabilisés par alginate pourraient remplacer les sols stabilisés par ciment. Selon une étude du groupe en 2013, fabriquer de l’adobe nécessite environ 5 kWh par mètre cube, contre environ 1000 kWh pour la brique cuite. D’autres matériaux issus de résidus, comme les marc de café qui renforcent déjà le béton à Melbourne, poursuivent cette même économie.

2013 et 2016 : la laine et l’alginate, séparément

En 2013, Galán-Marín, Rivera-Gómez et Fiona Bradley ont répété la recette avec trois argiles écossaises, celles d’Errol, Ibstock et Raeburn, dans 210 essais de compression. La laine seule n’a aidé que dans l’argile d’Errol, la plus plastiquement modulable. Dans celles d’Ibstock et Raeburn, la résistance est passée de 2,06 à 1,89 MPa et de 2,44 à 1,88 MPa. Avec l’alginate et 0,25 % de laine, les trois argiles ont vu leur résistance s’améliorer.

En 2016, Cassandra Dove, de l’Université de Strathclyde, et ses collègues de Glasgow et de Sheffield ont testé cinq alginates sur trois sols, sans laine. Le meilleur, un alginate provenant de la tige de l’algue brune Laminaria hyperborea, a donné plus du double de résistance à la compression par rapport à son échantillon témoin. Avec la plupart des autres, les valeurs sont restées similaires au témoin ou inférieures.

2018 : une façade avec 54 % d’émissions en moins

En 2018, le groupe de Séville a porté le mélange sur un panneau de façade qui ne soutient pas la structure du bâtiment, avec 3 % d’alginate et 0,25 % de laine. Deux panneaux de terre entourent 45 millimètres de mousse de polyuréthane comme isolation. L’étude, publiée dans Sustainability, l’a comparé à trois façades habituelles en Espagne à isolation équivalente.

Le panneau en terre émettait 54 % d’émissions en moins que la façade à double peau en briques céramiques et 40 % de moins que celle en briques avec plaque de plâtre. Il coûtait 52,43 euros par mètre carré, contre 67,20 pour l’option conventionnelle la moins chère, soit une réduction d’environ 22 %. Ce calcul inclut le polyuréthane et le mortier des joints, de sorte que l’avantage correspond à l’ensemble de la façade. La laine a également été testée comme isolant naturel pour les habitations.

Ce qui reste à savoir

Dès 2010, Galán-Marín et ses collègues soulignaient que l’inconvénient principal de la terre brute était son affinité avec l’eau. Ces essais étaient mécaniques et avaient laissé de côté l’absorption d’humidité.

Le travail de 2016 mesurait cela en enfonçant cinq millimètres de chaque pièce dans l’eau pendant 60 secondes. « La durabilité générale demeure une source d’inquiétude, car toutes les échantillons ont subi une désintégration considérable au contact de l’eau », écrivent Dove et ses collègues. C’est pourquoi, ajoutent-ils, le matériau reste limité à des applications intérieures et protégées.

Une revue de l’Université de Strathclyde publiée en février 2026 dans Buildings indique que les argiles traitées à l’alginate ont perdu environ 40 % de résistance après au moins cinq cycles d’humidification et de séchage. Leurs auteurs, Abdulaziz Alawadhi, Matteo Pedrotti et Enrico Tubaldi, rappellent aussi que l’alginate industriel est nettement plus cher au kilo que le ciment Portland, même s’il est utilisé en doses faibles.

Selon eux, exploiter tout le potentiel de l’alginate en ingénierie civile exige de poursuivre les recherches et de standardiser son emploi. D’autres groupes explorent des voies similaires, comme les briques biologiques fabriquées à partir de terre.

L’étude complète a été publiée dans Construction and Building Materials.

Photo : Galán-Marín et al. / FECYT