Bâtiment chaudière integré : une histoire de miscanthus

[Manon AP]

Vincent Fleith est issu d’une famille d’agriculteur. Ses grands parent avaient une ferme céréalière en Champagne.
Ce bricoleur inénarrable gravite dans le monde des associations de viticulture de la région. Il a été président de Vignes Vivantes, la seule association d’agriculteurs qui regroupe des exploitants conventionnels, bio et en biodynamie.
Vincent a participé à nombre de projets innovants, sur les questions de la fertilité du sol et de la réductions des intrants. Ces questionnement l’ont conduit vers une vision complexe de l’agriculture et du fonctionnement d’une exploitation, pour aboutir à cette problématique : comment valoriser au mieux les déchets de la viticulture ?

Une évaluation énergétique de son patrimoine bâti lui offre un ancrage intéressant : la consommation électricité pour le chauffage représente 45 % de son poste de dépense en énergie. D’où l’idée d’investir dans une chaudière qu’il ferait fonctionner en brûlant le bois des sarments de vigne et ses stocks de miscanthus, ou même du bois en copeau. Et cette chaudière, il lui faut un bâtiment adapté, qui concentre toutes les fonctions de stockage et de transformation associées à cette activité.

Vincent se lance alors dans la conception d’un petit hangar bois, constitué d’une ossature bois, et de deux cellules au rez de chaussée dont l’une accueille la chaudière, et l’autre le silo de stockage du combustible. L’étage est dédié au stockage du mischantus. Tout l’espace couvert par la passée de toiture et le plafond sert de rangement pour les machine, les tracteurs et les outils de tisanerie pour la biodynamie. Un système de récupération des eaux de pluie a également été installé, eau qui est utilisée pour préparer les tisanes.

Le bâtiment chaudière intégré sur le domaine

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Historique :

Contexte : Au sein de son exploitation en viticulture biodynamique, Vincent recherche un moyen de valoriser les sarment de vigne, c ‘est à dire les branches de vignes lignifiées.

Nature et surfaces : 10 ha de vignes, 1 ha de mischantus

Besoin initial : Un bâtiment pour accueillir une chaudière, ainsi que le stockage des matériaux de chauffe.

Clef de détermination : Recherche d’une optimisation des espaces et de l’utilisation des machines.

Parcours réglementaire : Permis de construire deposé par un architecte.


Construction : neuve

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Coût :
Charpente : 30 000 €
Bâtiment : 67 000 €

Superficie et fonctions :
100 m² couverts par la charpente.
Donc, 100 m² de stockage au dessus, et 100 m² potentiellement aménageables, dont 40 occupés par les deux locaux chaudière – silo.

Les fonctions du hangar

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Particularités :
Un peu partout dans la construction se cache le secret de Vincent : le miscanthus, une sorte de roseau qu’il fait pousser sur une de ses parcelles, est son matériau d’isolation privilégié.

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La chaudière installée est composée de corps de chauffe amovibles, de façon à pouvoir les changer lorsque ceux-ci sont trop attaqués par la corrosion induite par les émissions de gaz d’origine organique. Les réglages très fins permettent d’obtenir des rendement très élevés quelque soit le matériau de chauffe ( 90 % genre). Elle assure le chauffage sur le site ainsi que le préchauffage de l’eau des tisanes.
/!\Plus d'infos sur la chaudière dans les liens à la fin du post /!\

Choix de conception :
Auto conception totale, avec des projets d’extension encore en court.
Une charpente en bois vient couvrir ce bâtiment qui se divise en deux niveaux :
- Au rez de chaussée, la chaudière ainsi que le silo qui contient le matériel de chauffe.
- A l’étage, se fait le stockage du miscanthus ou du bois, et une trappe relie ce niveau au silo pour pouvoir introduire directement le matériau dans le silo. (aspiration)
- Sur le toit est installé un système de récupération d’eau. Cette eau est récupérée et préchauffée dans le local-chaudière, au moyen de tuyaux-serpentins.
L’espace libre sous la dalle du niveau sert d’espace de stockage de matériel, qui est ainsi protégé.
Le compartiment qui vient accueillir la chaudière est séparé de celui qui vient accueillir le silo par une cloison. Seul le compartiment chaudière est isolé, pour limiter les pertes.

Choix constructifs :
- Fondations sur plots en béton sous chacun des poteaux
- Longrines en béton de miscanthus pour les locaux cloisonnés
- Charpente en douglas de la région.
- Isolation du local chaudière : deux couches de placo (norme feu), panneaux d’OSB, cadre en bois qui viennent accueillir l’isolation extérieure en miscanthus : pas de déperdition d'énergie pour le local chaudière.
- Bardage : présent seulement sur un pignon pour l’instant, viendra fermer l’autre pignon du stockage, pour protéger le matériau du vent et des intempéries

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Autoconstruction :
Les plots de fondation
Les longrines en « béton de miscanthus »
Les cloisons des locaux : montage de l’ossature, pose du placo, pose de l’isolant, montage de fenêtres.
Le plancher : isolation
La couverture : pose des tuiles
Passage de câble et de tuyaux : plusieurs réserves de câble et de place ont été intégrées, pour des développements futurs.

Temps du chantier/organisation :
Les choses ont avancé petit à petit, car Vincent partage son temps entre plusieurs chantiers et projets. Cette façon de faire permet d’anticiper et d’optimiser les aménagements.
La charpente a été la première étape. Vincent avait fait les dessins et positionné les ouvertures. L’idée, c’était de rester le plus adaptable et libre possible.
Une fois la charpente et la couverture posées, le plancher a été isolé. L’isolation du plancher a été faite au miscanthus et montée par aspirateur, avec une toupie pour monter la chaux.
Cela a pris une 1/2 journée pour 11* 9 m.
La première partie du bardage de protection sur le haut de la charpente a été posée, reste à fermer l’autre pignon.
Il a ensuite fallu monter les cloisons et installer les équipements, notamment la chaudière.
A terme, lorsque toute l’isolation aura été posée, il faudra enduire les murs.
Globalement, les équipements sont fonctionnels en l’état, même si tout n’est pas fini. Les priorité accordées permettent à Vincent de gérer son temps de chantier comme il le veut, et même de partir en vacances !

Défauts constructifs :
Quelques couacs au niveau de ma pose du miscanthus, erreurs qui se sont avérées profitables par la suite ! Parce que l’autoconstruction, c’est aussi beaucoup d’expérimentation

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Usages

Organes internes :

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Ergonomie : Ramener le stockage du matériaux de chauffage au dessus de la chaudière, cela a quelques chose de très pratique.
Le mischanthus stocké en haut peut sécher, et est monté au moyen d’une griffe mécanique. Ensuite, un aspirateur est actionné pour le récupérer directement dans le silo, où il peut ensuite être transmis à la chaudière pour être brulé.


Si c’était à refaire ?
Again !

Si vous souhaitez aller plus loins ...

Sur Vincent Fleith et le domaine :
Le site du domaine ICI
Une interview de Vincent au Salon des vignerons

Sur la chaudière à sarment : Par LA

Sur l’association de vignerons Vigne Vivante : LA

Sur la biodynamie :
Quelle différence entre les vins Bio et les vin Demeter (Label en biodynamie) ?
Pulvérisateurs à préparation biodynamique autoconstruits
Chauffe-eau adapté aux préparations biodynamiques

Ces travaux de recensement bénéficient du soutien financier de l’Europe et du Réseau Rural National, par le biais de la Mobilisation Collective pour le Développement Rural coordonnée par l’Atelier Paysan sur "L’innovation par les Usages, un moteur pour l’agroécologie et les dynamiques rurales" (2015-2018), dont la FNCUMA, la FADEAR, l’InterAFOCG, AgroParisTech et le CIRAD sont partenaires.

[Manon AP]

Le miscanthus comme matériau de construction .

Vincent Fleith a herité sur son domaine d’un champ d’un hectare planté de miscanthus. Son père l’avait planté en 91 pour faire du paillage.
Mais ce sympathique roseau a bien d’autres utilité, dont nous avons pu voir des illustration sur le chantier de Vincent…

Brève présentation :

Le miscanthus, ou eulalie, est une graminée issue d’Asie. Manifestement, cette provenance exotique ne l’empêche pas de bien pousser en France.

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C’est une culture qui ne nécessite pas ou très peu d’entretien une fois que les rhizomes sont formés. En effet, si Vincent l’a gardé initialement c’est parce que ce champ là ne nécessite pas d’investissement en matériel : il le récolte, et le broie à l’ensileuse . Selon le type d’ensileuse, il peut soit obtenir des filaments longs, qu’il met dans les chapes de plancher, soit broyer les tiges plus ou moins finement, pour mettre dans les enduits, ou les brûler directement.

C’est une plante qui pompe peu le sol et fourni un couvert en hiver.
En fin de culture, une destruction des rhizomes pour remobiliser la parcelle est à envisager plus que sérieusement ..

Ce roseau est constitué d’une gangue extérieure et de ouate au coeur. Lorsqu’il est mélangé à de la chaux, les fibres viennent se carbonater, durcissent, et deviennent imputrescible. La ouate est très dense et contient de l’air. Lorsqu’elle est solidifiée, elle vient piéger l’air de façon durable, ce qui confère des propriété isolantes au matériau.


Aspects pratiques liés à l’entretien, la valorisation de la culture :

C’est une culture qui pompe peu le sol, et permet en quelque sorte de « garder une parcelle sous le coude » (mais il faut quand même être motivé pour enlever le miscanthus d’un champ une fois qu’il s’y est établit).

Si le roseau n’est pas recolté une année, pour des questions de stockage pas disponible, par exemple, qu’à cela ne tienne : il double de volume pour l’année d’après. Donc ça en fait beaucoup plus à récolter, mais ça donne une certaine marge de manœuvre pour le producteur.

Vincent récolte le roseau à l’ensileuse, et il dit que ça se passe bien.

Pour l’instant, il n’existe pas de reconnaissance quant à la culture de ce roseau, pas de certification. Une certification de la part de la Chambre d’agriculture apporterait la possibilité de valoriser la production à coup sûr, quand on en fait rien soi-même.
Vincent nous confie : «  Avec ce qui pousse sur mon champ, j’ai de quoi faire une maison chaque année ! »
Il est persuadé que la filière pour l’isolation est à développer. D’ailleurs on ne l’a pas vraiment attendu. Certains industriels sont déjà sur le coup, et il existe notamment des briques de miscanthus. ..


Utilisation comme matériau de construction chez Vincent :

Le miscanthus comme isolation de paroi :

Recolté à l’ensileuse et broyé finement, la plante mélangée à du sable, de la chaux et de l’eau fait un enduit que l’on peut poser en isolation extérieure, grâce à un système de coffrage bois.
La technique ressemble à celle du chaux-chanvre, avec notamment l’utilisation de clou pour maintenir les pans d’enduit en place sur les côtés.

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Lors de la pose, il ne faut pas monter à plus de 1 m à la fois, car un phénomène de retrait, d’environs 1 cm pour 1 m intervient. Il faut alors attendre que le matériau se tasse pour éviter les fissures .
Pour ce qui est de la réalisation d’un éventuel crépis, ce n’est à priori pas nécessaire, car l’enduit ainsi posé n’est pas sensible à l’eau. Si cependant c’est souhaité, il paraît qu’il faut attendre 1 an ...

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Le miscanthus dans les chapes :

Cette fois, pour que le matériau soit utilisé de façon optimale, les brins ont intérêt à être le plus long possible. En durcissant ils vont fonctionner comme des fibres et limiter la fissuration , un peu comme le ferait un treillis soudé fin ou des armature dans du béton.

Le mélange est toujours à base de chaux, d’eau et de sable. Pour la réalisation de la chape de son plancher, Vincent a fait venir une toupie de 6 m³, et a pu constater que le mélange et l’utilisation du matériau fonctionnait bien en gros volume également.

Le miscanthus dans une longrine de hangar, en contact direct avec le sol :

Il s’agit cette fois d’une sorte de baton de chaux, auquel Vincent est venu ajouter du miscanthus broyé finement. Cette poutre est souvent detrempée, que ce soit par le bas, lorsqu’elle trempe dans une flaque, ou par le haut, lorsque le bardage goutte sur elle. Et pourtant, elle n’a pas bougé, dû en partie aux proprietés imputrescible du roseau.

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Le miscanthus comme matériau de chauffe :

Vincent se sert aussi du roseau comme combustible pour la chaudière. Broyé très finement et mélangé à un peu de chaux, les rendements sont comparable à ceux du sarment et du bois en copeau, c’est à dire autour des 90 % avec cette chaudière. Seul bémol, comme il s’agit de matière organique, les gaz produits de la combustion ont tendance à être corrosifs et à abîmer les corps de chauffe.

Quelques liens sur le miscanthus, sa vie, ses usages ...

Un document de Valbiom sur les utilisations du miscanthus >ICI<
Une présentation de la plante >ICI<

Une ouverture sur de la fabrication de bloc terre - roseaux :La presse à Typha



Ces travaux bénéficient du soutien financier de l’Europe et du Réseau Rural National, par le biais de la Mobilisation Collective pour le Développement Rural coordonnée par l’Atelier Paysan sur "L’innovation par les Usages, un moteur pour l’agroécologie et les dynamiques rurales" (2015-2018), dont la FNCUMA, la FADEAR, l’InterAFOCG, AgroParisTech et le CIRAD sont partenaires.

[Lucas AP]

La récupération des eaux pluviales :

Bonjour à tous, suite à quelques échanges avec Vincent, voici quelques précisions sur le fonctionnement du système de récupération des eaux de pluie (auquel ce nouveau bâtiment est aussi dédié)...

Avant ce nouveau bâtiment multi-fonctions :

Comme Manon l'a évoqué plus haut, la pratique en biodynamie implique de récupérer une eau de pluie la plus propre possible, en vue de l'utiliser par la suite dans les préparations.
Avant ce nouveau bâtiment, Vincent récupérait les eaux de pluie sur le grand hangar métallique, avec un système de filtration par gravité (pour retirer les éléments les plus lourds), qui lui permettait d’obtenir une eau déjà assainie (voir photo ci-dessous, plus de détails bientôt dans un schéma explicatif, à venir). L'objectif était de se débarrasser des poussières accumulées sur le toit pendant les jours où il ne pleut pas, afin de ne pas les récupérer dans les citernes de stockage : il fallait donc trouver une astuce pour récupérer l'eau de pluie sans la filtrer, uniquement lorsque le toit aura été lavé de ces poussières. Ce ce système permettait de choisir à partir de quand commençait la récupération et, surtout, de purger facilement les gouttières de la poussière accumulée au fond après les premières heures de pluie.

Le hangar avec le système de filtration par gravité (que l'on devine avec les deux gouttières verticales sur le mur). Le principe repose sur l'utilisation d'un clapet anti-retours posé à l'envers, relié à un fil de fer qui pend à l'extérieur de la gouttière. Les deux gouttières sont reliées entre elles par un conduit en béton, doté d'une évacuation du trop-plein. Lorsqu'il pleut, le toit se nettoie de ses poussières, qui s'accumulent au fond de la première gouttière, alors que le reste de l'eau remonte à mi-hauteur. En tirant sur le fil de fer, on ouvre le clapet anti-retours, qui libère l'eau accumulée et purge ainsi les gouttières. Une fois ceci effectué, l'eau récupérée est bien plus propre. (schéma explicatif à venir bientôt !)

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Pour le nouveau bâtiment :

En plus d’un besoin de stockage grandissant, il a voulu aller plus loin dans sa démarche de biodynamie, et employer des matériaux plus sains que ceux existants sur les autres bâtiments (fibrociment et tôle laquée) : ce nouveau bâtiment intègre donc une couverture en tuiles en terre cuite, ainsi que des gouttières et descentes EP en cuivre. Ces matériaux, neutres, présentent tout simplement l’avantage de peu altérer l’eau de pluie de la région : cela participe à la récupération d’une eau douce, avec un bon pH (inférieur à 6,5). Elle aura ainsi une action plus intéressante sur les cultures, après la préparation et la pulvérisation.

Fonctionnement du système de récupération des EP sur le nouveau bâtiment

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Une fois récupérée, l’eau pluviale est ensuite stockée dans 2 cuves en béton-armé, enterrées sous ce nouveau bâtiment. Soit une capacité de stockage totale de 5400 litres, pour ces 2 anciennes cuves de vinification, récupées en Bourgogne pour 500 € / pièce.
A présent, Vincent récupère la majorité de ses eaux de pluie sur son nouveau bâtiment, en faisant fonctionner occasionnellement l’ancien système sur le hangar métallique.

Aller plus loin :
- Un autre système de filtration, pour récupérer l'eau de pluie une fois le toit lavé : le système de Marc Guillemot

Ces travaux de recensement bénéficient du soutien financier de l’Europe et du Réseau Rural National, par le biais de la Mobilisation Collective pour le Développement Rural coordonnée par l’Atelier Paysan sur "L’innovation par les Usages, un moteur pour l’agroécologie et les dynamiques rurales" (2015-2018), dont la FNCUMA, la FADEAR, l’InterAFOCG, AgroParisTech et le CIRAD sont partenaires.