La serie di spazi a uso dell’Istituto Nazionale di Ricerca Agronomica (INRA) si sviluppa su un unico piano caratterizzato da linee pure e accompagna lo sguardo del visitatore verso il suo ingresso principale. Lì, la facciata sud invita i visitatori a un primo incontro con il materiale della terra, stratificata nelle simboliche murature in pisè che ne fanno da cornice.
Il concorso indetto da INRA richiedeva la sovrapposizione di due programmi funzionali differenti: il CEES, destinato all’uso da parte del personale tecnico specializzato, e la zona di reception e accoglienza, volta al pubblico di visitatori. La soluzione proposta dal gruppo vincitore vede le due funzioni coesistere nello stesso edificio senza mai mischiarsi, mantenendo utilizzo indipendente e accessi separati. La loro connivenza diventa generatrice della gerarchia tra i volumi, e occasione per ricavarne un’ottimale illuminazione naturale. L’approccio bioclimatico regola l’intero progetto dell’edificio, determinandone la compattezza dei corpi, il loro orientamento e i materiali costruttivi. Il CEES si colloca al centro della composizione in un volume semplice, definito dal vibrante muro massiccio in terra cruda che ne fa da scrigno.
Al suo esterno la matericità della terra fa da sfondo alla distribuzione ad anello delle altre funzioni, organizzate in una serie razionale di ambienti indipendenti. Le funzioni a un uso meno consistente, quali gli uffici cartografici e di calcolo, sono rivolti a nord, e fungono così da cuscinetto termico per lo spazio di stoccaggio dei campioni di suolo. Al contrario, massimo irraggiamento viene invece riservato ai volumi di accoglienza, alla sala conferenze e ai laboratori, per i quali si prevede un uso continuo.
Il progetto viene sviluppato come elemento di continuità con il contesto naturale, sia nella sua declinazione formale che nelle scelte materiche, articolate nell’uso complementare legno, vegetazione in esterni ed in copertura e terra cruda. Quest’ultima in particolare, utilizzata come materiale portante nella muratura sia interna che di perimetro del complesso, è elemento chiave del progetto, e ne ricopre un ruolo simbolico, estetico, culturale e di efficienza energetica. La costruzione in terra ha infatti origini profonde nella cultura costruttiva vernacolare mondiale. In particolare, proprio la sua messa in opera in sequenza di strati compattati, detta tecnica del pisè, ha fortemente caratterizzato nei secoli il costruito francese, tanto da diventarne Patrimonio Unesco. Con un richiamo alla storia del luogo, dunque, la finitura lasciata a grezzo degli strati successivi di compressione del terreno locale rendono i 250 mq di muratura del CEES espressivi e caratteristici nella loro matericità. Strato dopo strato, la materia di scavo si riforma in un volume solido e moderno, segnato da linee progressive e continue lungo l’intero perimetro murario, tanto nel suo affaccio interno che nel suo rapporto con l’esterno.
L’uso della terra non solo apporta un significativo valore di memoria culturale e carattere estetico al progetto, ma contribuisce al mantenimento di un’ottimale regolazione igrotermica dei 30.000 campioni di suolo conservati nell’edificio in virtù della sua inerzia. Nelle sue solide murature, la terra diventa dunque ispirazione, simbolo e soluzione tecnica per l’edificio.
Contribuisce inoltre a tale efficienza termica la copertura verde installata sul volume centrale dell’edificio, responsabile dell’ottimizzazione ulteriore del comfort comfort dello spazio di stoccaggio. Ne risulta così una significativa riduzione del dispendio energetico per garantire tanto le condizioni di conservazione ottimali dei campioni, quanto il comfort per i fruitori dell’edificio. La terra viene utilizzata anche sotto forma di mattone alveolare per le partizioni interne portanti. In aggiunta, il legno viene impiegato nella realizzazione di elementi strutturali e di rivestimento. L’abete è così lasciato a vista nella sala conferenza e nello spazio di accoglienza, contribuendo al comfort acustico di questi spazi. È posato poi in doghe nelle le facciate ventilate, e diventa infine elemento strutturale nelle ampie vetrate della facciata sud-est. In aggiunta alla performance di comfort termico e regolazione igrometrica, sia il legno che la terra partecipano alla strategia di abbattimento delle emissioni di CO2 anche durante la fase costruttiva dell’edificio.
La lavorazione dei muri in terra comporta emissioni pressoché nulle grazie alla filiera locale, il ridotto uso di elettricità e l’assenza di processi industriali ad alto consumo.
L’efficienza termica del materiale inoltre porta alla riduzione significativa del dispendio energetico in fase d’uso. Il legno, caratterizzato da approvvigionamento, lavorazione e posa in opera a basso consumo, contribuisce all’approccio bioclimatico anche grazie alla sua capacità di stoccaggio di CO2 nelle fibre. Strategie di fitorisanamento sono poi integrate nel progetto del verde, volte a ridurre il carattere inquinante dell’ambiente circostante grazie alla selezione di specie vegetali capaci di assorbirne i contaminanti e neutralizzarli, rendendoli parte del processo di fertilizzazione del suolo.
Con questa visione integrata tra scelte materiche e dettagli tecnici, il Conservatoire Européen des Èchantillons de Sol dimostra come modernità, efficienza e innovazione possano collaborare con un approccio di ottimizzazione e celebrazione delle risorse naturali.
INVOLUCRO TERMICO
L’edificio è avvolto da un involucro termico estremamente efficiente dato dalla combinazione di pareti in legno e terra cruda, ottimizzato da dettagli in alluminio. Viene così garantito l’abbattimento pressoché integrale dei ponti termici, anche grazie all’inclusione dell’isolamento sotto alla pavimentazione e alle travi di fondazione. Questo diventa doppio nella copertura vegetale, contribuendo così al raggiungimento di un coefficiente medio per l’edificio (Ubât) di soli 0,306 W/mqK.
Massima performance è ottenuta anche grazie al sistema in legno e triplo vetro Stabalux, dove i profili esterni in alluminio ne garantiscono tanto la durabilità quanto l’abbattimento dei ponti termici. L’efficienza termica dell’involucro è garantita anche dall’uso sapiente della terra nelle sue murature massicce. Il progetto ha impiegato infatti 140 m3 di terra di scavo trasformandoli in 251 mq di muratura tramite la compressione pneumatica di strati successivi di circa 20 cm ognuno. I 60 cm di spessore del pisè del “Conservatorio delle terre” svolgono la funzione di massa termica, accumulando calore nelle giornate di forte soleggiamento per poi rilasciarlo in seguito nello spazio distributivo circostante, dotato di aperture per rilasciare eventuale accumulo di aria. La muratura in pisé viene invece ridotta a 50 cm nei muri di cinta, stabilizzati con un 3-5% di calce a causa delle condizioni climatiche avverse in fase di cantiere.
Ulteriori accorgimenti hanno permesso di adattare Il sistema costruttivo alle necessità tecnologiche richieste, ottimizzandolo. Ne è un esempio la predisposizione di un basamento calcestruzzo di 60 cm, finalizzato a evitare il degrado precoce dovuto all’umidità di risalita e al ristagno delle acque. Al terreno di scavo utilizzato è stato inoltre aggiunto il 25% di materiale ghiaioso e argilla in seguito a un’analisi preliminare, per compensare il suo carattere limoso.
IL CANTIERE IN TERRA CRUDA: preparazione ed esecuzione
L’esperienza di cantiere dell’edificio CEES dimostra la fattibilità e il successo della costruzione meccanizzata in terra, ottenuti grazie a un attento studio a priori della mescola e a un’attenzione all’utilizzo del materiale terra nella gestione del cantiere da parte delle due imprese Caracol e Heliopolis, coinvolte nell’opera. Se il valore energetico, di sostenibilità ambientale e di rilevanza culturale ottenuto dall’utilizzo della terra cruda non sono discutibili, è però vero che la scelta di questo materiale pone delle difficoltà che non devono essere sottovalutate. Queste riguardano tanto l’operato dei progettisti quanto quello delle imprese coinvolte. In primis, l’assenza di regole professionali sul suolo francese nell’ambito della costruzione in terra, aggravato dall’assenza di norme specifiche nel caso dell’esecuzione meccanizzata, richiedono particolare attenzione in fase di progetto. Il materiale inoltre, solido nella sua muratura ma fragile in lavorazione, necessita di essere posato con cura, e in una finestra in cui il rischio di gelo non sia contemplato. Questo comporta una pianificazione del cantiere rigorosa al fine di limitarne le complicazioni. Il computo economico inoltre difficilmente rende giustizia ai benefici del progetto: la preparazione e lavorazione di questa tecnica di muratura richiedono infatti una competenza e messa in opera specifiche, che risultano nella creazione di impiego a livello locale, raramente considerata in fase di analisi di progetto. Per quanto riguarda l’edificio delI’INRA, queste difficoltà sono state significativamente compensate dalla competenza specifica e all’attenzione sull’impiego della terra da parte di tutti gli attori coinvolti. Durante la preparazione del concorso, il committente stesso si è unito al Consorzio nazionale di professionisti della terra cruda ASTERRE per contribuire alla redazione del dossier di progetto e al budget previsionale. In parallelo, un’analisi preliminare è stata effettuata sul terreno di scavo, a cui è stata aggiunto un 25% di mescola argillosa e di inerti estratta a circa 80 km dal cantiere in maniera tale da compensare al suo carattere eccessivamente limoso e migliorarne le prestazioni meccaniche.
La mescola finale, ottenuta in loco, viene lasciata riposare per circa tre mesi in attesa della messa in opera. Nel mentre le imprese, non nuove all’impiego del materiale, hanno organizzato il cantiere attorno al sito di estrazione e stoccaggio del materiale, e ne hanno studiato l’ottimizzazione del processo di posa.
La tecnica del pisè si articola nel cantiere del CEES nella compattazione successiva di strati di circa 20 cm di una mescola terrosa all’interno di casseforme, qui predisposte alla costruzione di muri di 50 e 60 cm di spessore. Per praticità, la mescola degli strati inferiori della muratura viene versata dalla ruspa direttamente all’interno delle casseforme. Per ovviare poi alla lentezza del processo e alle difficoltà poste dagli strati superiori, per la costruzione del CEES viene messo a punto un sistema di riempimento delle casseforme tramite delle tramogge, riempite al suolo e trasportate tramite l’uso di una gru in cima agli strati già predisposti di muratura in terra. Una volta posizionate, le tramogge vengono poi aperte, svuotandone la mescola all’interno della cassaforma.
I pannelli delle casseforme, anch’essi posizionati tramite l’uso di una gru, vengono installati a tutta altezza solo su un lato del muro. Sull’altro, invece, la cassaforma viene spostata progressivamente, in concomitanza con la successiva messa in opera degli strati di terra, in maniera tale da consentire agli operai di muoversi al suo interno in condizioni ottimali. La lavorazione in strati successivi risulta in parete in una sequenza di linee date proprio dal processo di compattazione progressivo dei 20 cm di terra che compongono ogni strato. La terra non pressata si rende solidale allo strato inferiore e alla muratura adiacente tramite la compattazione stessa, e grazie al controllo del livello di umidità del materiale in lavorazione.
Una volta distribuito omogeneamente il mix di terre all’interno della cassaforma, e avendolo livellato, si procede quindi con la compattazione meccanica. Questa viene eseguita tramite l’uso di un compressore utilizzato tramite movimenti continui lungo la cassaforma, in modo da evitare disuniformità e dislivelli nella compattazione. Particolare attenzione viene posta alla compressione degli angoli, punto di fragilità del muro in pisé. Dopo solo 29 giorni, la posa dei 251 mq di muro in pisé viene terminata. Una volta scasserati, circa 24 ore dopo l’ultima compressione, i muri necessitano di un breve periodo di assestamento ma da subito possono essere impiegati nella loro funzione portante. Prima di procedere con la posa della trave di bordo, la parete viene livellata per facilitarne il concatenamento con l’elemento in cemento armato.
Scheda progetto
Committente: Institute National de la Recherce Agronomiqué INRA
Project date: competition April 2011, design June 2011 September 2012
Construction dates: September 2012 - January 2014 (construction pisé walla: 25 February - 26 April 2013)
Superficie costruita: site 3.460 mq - 1.424 mq built area
Costo: 2,590,000 million € of which 180,870 € for the pisé walls
Construction system raw earth in the technique of 5% lime stabilized load-bearing pisé (south facade), non-stabilized load-bearing pisé (internal partitions), highly insulated wooden and load-bearing system (offices), baked bricks (laboratories and technical rooms)
Architectural design: Design & Architecture (Milena Stefanova, Bruno Marielle) e Nama Architecture (Arnau Misse, Jean-Marie Le Tiec, Sebastién Freitas)
Structural engineering: Batiserf
Landscape: B E T I P (Bureau d'Etudes VRD Paysage)
Cost analysis: Ufficio Michel Forgue
Acoustic consultant: Ecologos
Environmental assessment: Nicolas Ingénierie
Project coordination: Polytech
Major works and screeds: BTPO
Pisé walls: Heliopsis, Caracol
Frame and wooden cladding: Lifteam
Steel frames and locks: CMG
Waterproofing and plants: Soprema
External carpentry: Croixalmétal
Plaster and suspended ceilings: JPE Polybat
Internal carpentry: Jack Gauthier
Flooring and hard finish: Cera Centre
HVAC and water systems: Cofely - Axima
Landscape works: Clement TP
Awards and commendations: Sustainable Development OFF 2017 winner Terra Awards 2015 finalist [1° world award for ground contemporary architecture, in the office category, commercial and production spaces]. National award for pise architecture 2013, site category
Photos: Paul Koslowksi
