Béton, ciment, ferraillage, laine minérale, mousse plastique. Nous sommes habitués à entendre ces mots quand il s’agit des travaux de construction. Chanvre. Plutôt inhabituel ? Dans cette affaire, il s’agit d’une startup ukrainienne qui produit des matériaux de construction à partir de chanvre industriel et qui a déjà réussi à exporter sa technologie à l’étranger.
Une maison construite de 100 mètres cubes de béton émet jusqu’à 20 tonnes de CO2 dans l’atmosphère lors de la fabrication du béton même. C’est l’équivalent des émissions d’une voiture ayant fait un trajet de 100’000 km.
Dioxyde de carbone (CO2)
L'un des gaz à effet de serre qui participe à la formation du climat de notre planète. Depuis le début de la révolution industrielle au XXe siècle, la concentration de ce gaz dans l'atmosphère augmente constamment. Les plantes et les océans n'ont pas le temps d'absorber toutes les émissions de CO2, ce qui perturbe le cycle de carbone et peut accélérer les changements climatiques incontrôlés.La construction écologique diffère du processus de construction standard par des quantités réduites de déchets lors de la production des matériaux de construction mais aussi par une basse consommation d’énergie lors des travaux de construction, de l’exploitation, la réparation et la démolition.
A partir de 2014, de plus en plus d’entreprises ukrainiennes d’éco-construction voient le jour. Par exemple, LifeHouseBuilding, se spécialise dans des maisons faites en panneaux de chaume et basées sur une ossature en bois. Neoacre construit des maisons à l’isolation thermique et à l’enveloppe isolante qui produisent de l’énergie à partir des panneaux solaires. La startup PassivDom crée des logements modulaires qui est entièrement autonome du point de vue d’alimentation en électricité et en gaz.
Maisons en chanvre
Depuis 2015, la société Hempire opère en Ukraine en produisant des matériaux de construction écologiques à base de chanvre industriel. Son fondateur Serhiy Kovalenkov est certain que la mode des maisons écologiques ne cessera pas de se propager en Ukraine au fil des ans.
« Nous ne sommes pas la seule entreprise à construire des maisons écologiques en Ukraine. Il y en a des entreprises qui construisent en roseau ou en paille. Cette piste est très prometteuse. C’est parce que les gens commencent à se demander dans quelle maison leur famille et leurs enfants vont habiter. Nous devons nous entraider, plutôt que faire la concurrence. »
La construction écologique utilise des matériaux à base d’éléments naturels, ainsi que des matières premières qui n’émettent pas de substances toxiques. Il peut s’agir de bois, de paille, de chanvre, de bambou, de terre compactée, de mycélium de champignon, etc.
Les anas du chanvre industriel, auparavant considérés comme un déchet de la production de tissus et de cordes, peuvent servir de matériau de construction précieux et d’alternative à l’isolation conventionnelle, telle que la laine minérale ou la mousse plastique.
Les anas
Le chanvre industriel est une variété à très faible teneur en tétrahydrocannabinol (ci-après : THC). Selon le Code pénal de l’Ukraine, le chanvre industriel n’est pas une drogue et il est autorisé de le cultiver et de l’utiliser, parce que sa teneur en THC ne dépasse pas 0,08%. A titre de comparaison : dans la plupart des pays européens, la teneur en THC maximale autorisée est de 0,2%.
Tétrahydrocannabinol
La composante psychoactive principale du cannabis.Les produits à base de chanvre industriel existent pratiquement dans tous les foyers : on commence par l’étoupe et on finit par le papier. On utilise presque 60% des fibres de chanvre dans l’industrie du papier et de la pâte à papier. On utilise les graines dans l’industrie alimentaire, et l’huile en cosmétologie.
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Le matériau de construction à base de chanvre industriel répète n’importe quelle forme et sèche rapidement, et le coffrage (la structure temporaire utilisée dans la construction de bâtiments. — Réd.) peut être enlevé en une demi-heure après la pose du matériau.
Au cours de l’année, le chanvre produit une augmentation de la masse végétale qui dépasse celle d’une forêt âgée de 50 ans, tout en absorbant activement le dioxyde de carbone. Un hectare de chanvre peut absorber, pendant la saison de croissance, jusqu’à 10 tonnes de CO2 de l’atmosphère.
Serhiy Kovalenkov montre une photo prise pendant l'une des étapes de construction par son équipe d'une maison en dôme, avec l'utilisation d'un mélange de chanvre industriel.
Dans les années 1960 en Ukraine on plantait le chanvre sur presque 100 000 hectares. Finalement, la quantité de plantations s’est réduite fortement en raison de l’accent mis sur la composante narcotique du chanvre. C’est là qu’une série de réglementations limitant ou interdisant la culture du chanvre ont été adoptés dans le monde entier. Il s’agit de la Convention unique des Nations Unies sur les stupéfiants de 1961, la Convention sur les substances psychotropes de 1971, etc.
Selon l’Institut de Hloukhiv des plantes textiles, dans la seconde moitié du 20e siècle, les sélectionneurs ukrainiens ont été les premiers au monde à produire des variétés de chanvre qui n’avaient pratiquement aucune composante narcotique (THC). Ces variétés, on les appelle maintenant « industrielles ».
Jusqu’en 2012, les conditions de culture du chanvre industriel en Ukraine étaient parmi les plus dures au monde. Il fallait protéger les plantations, et la production est donc devenue plus chère de 30%. Ensuite, la surface des plantations de cette plante en Ukraine s’est réduite à 270 hectares. Mais en août 2012, le Cabinet des ministres a adopté un décret simplifiant les conditions de culture. Ainsi, en 2016, on a semé le chanvre sur près de 5000 hectares et ce chiffre ne cesse d’augmenter depuis.
Afin de pouvoir cultiver le chanvre industriel, les Ukrainiens doivent avoir une licence et ne semer que les variétés inscrites sur le Registre national des variétés d’Ukraine. De nos jours, l’Ukraine possède 12 variétés de chanvre semé.
En remplaçant le béton
La société Hempire a développé le matériau Hempire-mix qu’on peut utiliser dans la construction pour l’isolation ou en remplaçant le béton et les briques. Il est fabriqué à partir de tiges broyées de chanvre industriel (les anas), d’eau et de liant à base de chaux, sans éléments toxiques. Afin de fabriquer cet isolant, on doit mélanger rapidement les ingrédients, installer le coffrage autour des éléments du cadre et compacter le mélange à une épaisseur de 10 à 15 centimètres.
Hempire-mix est unique en matière de liant sans ciment, car le béton de chanvre est déjà utilisé par des entreprises dans le monde entier, mais il est toujours possible d’utiliser des formules différentes pour le mélanger.
Serhiy Kovalenkov est diplômé de l’Université Carleton d’Ottawa en génie civil ; pendant plusieurs années il gérait des projets de construction au Canada, aux États-Unis et en Suisse.
Serhiy a appris la construction en chanvre en Australie, où il a également aidé à construire des maisons. Travaillant avec ce matériau sur des sites divers, Serhiy a acquis de l’expérience et s’est rendu compte qu’il pouvait développer sa propre recette pour ce mélange, celui-ci sans ciment. Lorsque l’isolant de chanvre contenant du ciment durcit, on ne peut plus le traiter et réutiliser (ou alors ces procédés sont très chers). Mais le mélange à base d’ingrédients naturels peut être broyé, traité et ajouté à une nouvelle solution d’isolation.
« C’est le métier de ma vie. Je vois bien que nous pouvons produire en Ukraine des matériaux de haute qualité et économes en énergie à base de matières premières organiques. On nous a dit une fois : « Pourquoi fais-tu cela ? Va mélanger ce chanvre avec du ciment et tout ira bien ! » Mais nous avons choisi un autre chemin, qui est plus difficile ».
Le fondateur de l’entreprise affirme que le mélange de construction à base de chanvre présente de nombreux avantages. Il est écologique mais aussi économe en énergie:
« L’un des avantages de ces maisons c’est l’économie sur le chauffage et la climatisation. Cet isolant est capable de régler le niveau d’humidité, d’accumuler de la chaleur pour en diffuser après. C’est également un isolant acoustique très efficace. »
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En Ukraine, cette technologie est relativement nouvelle, et l’entrepreneur rappelle qu’au départ elle soulevait des questions et des doutes:
« La première question que des clients potentiels me posaient c’était : « Y a-t-il déjà des projets mis en œuvre en Ukraine ? » Et nous ne pouvions rien montrer . »
Début 2020, Hempire a mis en œuvre presque 60 projets en Ukraine, aux États-Unis, en Pologne et en Suède. Dans l’État de Californie, ils ont construit une maison sur roues à partir de matières premières locales avec du liant ukrainien.
« Le chanvre vient de chez nous, il est ukrainien. Dès le départ, l’objectif était de construire à partir des produits de producteurs nationaux, afin de ne pas dépendre des importations. Le nombre de champs et de fermes en Ukraine augmente chaque année. Autrement dit, il n’y a plus de problèmes avec le chanvre. »
Le chanvre réduit l’empreinte carbone même sous la forme transformée, car Hempire-mix continue d’absorber le CO2 pendant le durcissement :
« On voit que l’isolant durcit toutes les minutes, il devient plus fort chaque jour. Et puis, il se transforme en pierre, que nous enduisons de chaux ou d’argile. »
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Le chanvre peut aider à isoler les façades, les planchers, les fondations et les toits des bâtiments. Une telle isolation convient aussi bien aux maisons privées qu’aux bureaux, écoles, jardins d’enfants.
« On prévoit le développement de nouveaux matériaux de construction à base de chanvre pour isoler les immeubles de grande hauteur. C’est un gros problème en Ukraine : nous avons de nombreux bâtiments en béton qu’il faut isoler. Nous développons déjà de tels panneaux et nous avons des échantillons prêts. »
Grâce à la formule novatrice d’isolant naturel recyclable, Hempire a obtenu un bon (des moyens financiers. — Réd.) pour développer une technologie écologique dans le cadre du programme de subvention de la BERD (Banque européenne pour la reconstruction et le développement) Climate Innovation Vouchers financé par l’Union européenne. Cela nous permettra d’obtenir des certificats pour ensuite pénétrer des marchés locaux et européens. Serhiy Kovalenkov dit que son équipe va bientôt recevoir des protocoles des essais de laboratoire qui permettront d’obtenir la certification sur l’isolant.
« Lorsque les prix du gaz ont augmenté, l’Ukraine a compris ce que veut dire « l’efficacité énergétique ». Après 2014, un grand nombre de start up sont apparues en Ukraine, notamment dans ce domaine. Nos concitoyens commencent à comprendre que nous pouvons tout faire nous-mêmes. »
Propriétaires d’immeubles écologiques
Dmytro Tereschenko est l’un des premiers clients de Hempire. Il a approché l’entreprise pour terminer l’étage de sa maison en utilisant une nouvelle technologie. Ayant habité dans cette maison avec sa famille pendant deux ans, Dmytro a remarqué une différence dans l’isolation au rez-de-chaussée et à l’étage. Le rez-de-chaussée est très froid, mais l’étage retient la chaleur beaucoup plus longtemps.
« Quand je construisais la maison, le rapport à l’environnement était ma première préoccupation. Et la deuxième préoccupation c’était le confort. »
Le propriétaire de la maison rappelle qu’au premier stade de la construction, il doutait de la solidité de ce type de batiments :
« En novembre, lorsque nous avons fermé l’étage et qu’il a commencé à geler, j’avais un petit doute. Je regardais les trous dans le mur, et ma femme m’a dit : « Ça ne fait rien, si jamais ça ne marche pas, on va tout recouvrir de mousse. » Mais en fait, ça n’a pas été nécessaire. »
La maison de Dmytro n’a pas de climatisation, car selon lui, les murs « respirent » et aucun refroidissement supplémentaire n’est nécessaire. De plus, les murs en chanvre aident vraiment à économiser. Selon Dmytro, pour une maison de 150-200 mètres carrés, on ne doit payer que quelque 1000 UAH par mois pour le chauffage si on chauffe avec une chaudière électrique.
Serhiy Kovalenkov dit que l’isolation en chanvre est également capable de maintenir l’humidité de la maison à 50-55% (ceci dit, l’humidité optimale est de 40-60%. — Réd.).
« L’isolant en chanvre est capable d’accumuler de la chaleur et d’en diffuser après. Lorsque la chaudière fonctionne, les parois accumulent ; quand vous éteignez la chaudière, l’isolant va dégager de la chaleur à l’intérieur. »
Maisons en dôme
Les maisons en forme de dôme constituent un autre domaine de construction de logements de faible hauteur. La construction sphérique dans sa forme moderne a été popularisée en 20e siècle par l’architecte américain Richard Fuller. La construction en forme d’un dôme géodésique est créée d’une combinaison spéciale des poutres, ce qui permet d’augmenter l’espace intérieur tout en maintenant le poids minimal de la structure.
Serhiy Kovalenkov dit que Hempire a été la première société à utiliser le chanvre pour construire des logements en forme dôme. A présent, ce type de logements est en demande à l’étranger.
L’un des clients ukrainiens de Hempire, le propriétaire d’une maison en forme de dôme à Kiev, Serhiy Boyko, se souvient qu’il avait pensé à un tel projet depuis 2009. En travaillant dans l’industrie de la construction, il s’est intéressé à l’écologie lorsqu’il avait une entreprise qui vendait des aliments biologiques:
« J’y pensais uniquement au niveau de santé. J’ai quatre enfants (toutes filles). Ce sont elles qui m’inspirent de faire des choses fabuleuses. Après un certain temps, je me suis rendu compte que la forme était bonne, mais les murs n’étaient pas écologiques. Alors, je me suis posé la question : où est-ce qu’on trouve un matériau écologique ? Tout ce que j’ai pu trouver était à base de ciment. »
Selon Serhiy Boyko, dans une maison isolée avec du chanvre, la température reste constante pendant une heure sans chauffage supplémentaire. Une couche d’isolation de 30 centimètres en matériaux naturels, qui accumule la chaleur, permet d’économiser sur le chauffage.
Serhiy Kovalenkov dit que ce projet de dôme est unique parce que deux technologies s’y croisent :
« L’un des dômes a été construit en béton de polystyrène (une sorte de béton léger. — Réd.), et l’autre dôme a été fait en chanvre industriel. C’est un bâtiment très symbolique du fait que Serhiy a une entreprise de construction et lorsqu’il a découvert notre technologie, il a construit le deuxième dôme en utilisant des substances naturelles. Donc, nous l’avons tourné du côté de la lumière, du côté du chanvre. »
Serhiy Boyko rappelle que le mélange de chanvre s’avère plus cher que les matériaux de construction traditionnels. Mais malgré la question des amis : « Pourquoi payer plus ? », le propriétaire de la maison a décidé d’essayer ce mélange sur le long terme :
« Si on regarde ça à court terme, ce n’est pas une question. Mais on a des enfants ! Moi, je vais vivre un peu plus, et ensuite ? Le père qui a construit une maison chouette, et en utilisant des matériaux ordinaires ? »
supporté par
Greencubator et le programme « Vouchers innovants et climatiques », financé par la Banque européenne de la reconstruction et le développement et l'Union européenne.
