TyCCAO: utiliser le typha comme matériau pour les bâtiments et comme combustible en Afrique de l'Ouest

Le Projet de recherche international Typha Combustible Construction Afrique de l’Ouest (TyCCAO) s’inscrit dans les objectifs de transition énergétique en développant à partir d’une plante sauvage, le typha, un combustible renouvelable et un matériau biosourcé performant pour la construction des bâtiments. Ce projet est mené avec le Sénégal et la Mauritanie, confrontés à un besoin croissant en énergie et aux enjeux d’adaptation au changement climatique.

Le Cerema est l’un des partenaires de ce projet de recherche international, destiné à valoriser le typha, un roseau disponible sur place, comme combustible et comme matériau de construction. Les propriétés énergétiques de cette plante invasive qui pousse rapidement dans le bassin du fleuve Sénégal sont intéressantes.

Le projet TyCCAO fait suite au programme "Transfert de Technologie: Production de Matériaux d’Isolation thermique à base de Typha au Sénégal", lancé en 2013, et soutenu par l’ONU, et est mené avec la Mauritanie également.

Une plante sauvage pour répondre à des enjeux énergétiques et environnementaux

Les enjeux dans cette région sont importants : le manque d’accès à l’énergie touche directement 70 % de la population, et 85 % en zone rurale. De plus, 730 millions de personnes ont recours aux combustibles solides pour la cuisine (bois de chauffe et charbon de bois), aux fumées nocives et dont l’exploitation exerce de fortes pressions sur la ressource forestière. De plus, le secteur du bâtiment consomme 75% de l’énergie dans cette région à la démographie soutenue.

Les techniques de construction des bâtiments doivent être adaptées au contexte et aux ressources locales.

Le projet TyCCAO poursuit 4 objectifs :

1. Affiner la connaissance du fonctionnement biologique de la plante pour maîtriser les risques d’envahissement et pour assurer des modes de transformation et de production optimaux ;
2. Favoriser l’accès à une énergie de substitution, à partir d’une biomasse renouvelable ;
3. Contribuer au développement de bâtiments à faible impact environnemental par leur efficacité énergétique et le recours à des matériaux de construction locaux et biosourcés ;
4. Sensibiliser, former et dynamiser les coopérations inter/intra-sectorielles et transfrontalières entre acteurs institutionnels, décideurs publics, industriels, chercheurs et entrepreneurs locaux.

Le typha peut ainsi être valorisé en tant que bio-charbon, et une expérience menée en Mauritanie a montré la faisabilité de filières artisanales et industrielles de production de charbon à base de typha, qui émet moins de polluants et un moindre impact carbone que le charbon de bois.

Il peut aussi être transformé de différentes manières pour la construction, remplaçant des matériaux d’origine fossile dont la production est émettrice de carbone :

• Matériaux de construction terre-typha ;
• Bétons végétaux : blocs, enduits, bétons préfabriqués
• Panneaux rigides isolants ;
• Panneaux terre fibré (panneaux en terre crue armée avec de microfibres de typha) ;
• Isolants en vrac (typha broyé) ;
• Toitures de chaume.

Caractériser les propriétés du typha pour des panneaux et toitures

Le Cerema, spécialiste notamment dans les domaines des matériaux biosourcés et des performances énergétiques des bâtiments est présent sur plusieurs volets du projet.

Tout d’abord il a réalisé la recherche documentaire au niveau international afin de dresser l’état de l’art et la bibliographie scientifique et technique concernant les procédures d’essai, les normes et l’usage du typha dans la construction.

Les équipes du Cerema sont aussi impliquées dans la caractérisation du matériau : propriétés physiques (masse volumique, compressibilité, granulométrie, porosité, teneur en eau…), chimiques, thermo-physiques, acoustiques.

Deux types d’essais sont prévus : sur des granulats de typha et sur des tiges entières.

• Les granulats de typha font l’objet d’une série d’essais en laboratoire, pour identifier leurs caractéristiques, identifier de potentiels problèmes de prise ou de durabilité dans la construction, et permettre une future modélisation du fonctionnement hygrothermique (lié à l’humidité) ainsi que les propriétés de matériaux à base de granulats de typha.
• Les tiges entières, qui peuvent être transformées en panneaux ou utilisées en bottes pour les toitures, seront caractérisées également sur les plans acoustique et physico-chimique de manière à optimiser le processus de fabrication et à adapter les techniques de construction.
• Les performances de parois de typha finies et de bottes de typha seront également évaluées, pour formuler des préconisations de mise en œuvre.

Enfin, la méthode de l’analyse du cycle de vie des matériaux en typha sera appliquée, et un programme pédagogique sur 3 ans a été élaboré pour former les bureaux d’études sénégalais et mauritaniens à l’évaluation environnementale des matériaux et des ouvrages.

L’objectif de l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) est de déterminer l’impact environnemental sur l’ensemble de la durée de vie des matériaux d’une part et des ouvrages complets d’autre part.

Appui à la mise en place d’un programme de 100 bâtiments démonstrateurs

Dans le cadre du projet TyCCAO, dont un objectif est d’accompagner la montée en compétence de la filière du bâtiment vis-à-vis de l’usage du typha, un programme de suivi d’une centaine de bâtiments démonstrateurs liés à différents usages est mis en place. Le Cerema contribue à la mise en place du comité de pilotage ainsi qu’à l’élaboration du programme et des protocoles d’instrumentation et de mesures.

Un Comité Démonstrateurs a été mis en place pour suivre et conseiller les professionnels sur l’utilisation de différents types de matériaux en typha dans ces bâtiments démonstrateurs, de déterminer le positionnement et le type de capteurs pour l’instrumentation pour chaque bâtiment, et d’identifier les résultats qui seront utiles.

Crédit photo : wikimedia commons

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