JOHN P.R. FALCONER
JOHN P.R. FALCONER, Professeur associé d'architecture et Directeur associé de l'International Development Technology Center, Washington University, Saint Louis, Missouri (Etats-Unis).
Cet article fournit une documentation de base pour la Consultation mondiale sur l'utilisation du bois pour la construction des logements, qui aura lieu à Vancouver (Canada) en juillet 1971.
Cette consultation, convoquée sur l'initiative de la FAO mettra l'accent sur les besoins des pays en développement. Elle est organisée par le gouvernement canadien et le Service forestier du Canada, en collaboration avec la FAO, le Centre de l'habitation, de la construction et de la planification (ONU), l'Organisation des Nations Unies pour le développement industriel et l'Union internationale des instituts de recherches forestières.
Les chiffres entre parenthèses renvoient aux références.
Traditionnellement, les maisons rurales des tropiques sont généralement construites en terre, en bois ou en bambou (seuls ou en combinaison), d'autres matériaux gomme l'herbe, les feuillages ou le jonc étant utilisés pour la couverture et le remplissage de la charpente. L'abondance du bois n'est pas nécessairement un indice de son utilisation, car même dans les régions riches en forêts, et dans celles où les sols ne s'y prêtent pas particulièrement, la construction en terre peut prédominer. L'entretien de ces constructions traditionnelles ne pose guère de problèmes dans les campagnes, où la main-d'œuvre et les matériaux sont peu coûteux ou même gratuits. Cependant, dans les zones qui s'urbanisent, les méthodes traditionnelles entrent en conflit avec les nécessités de l'utilisation des terres, la disponibilité des matériaux, les nouvelles occupations du migrant urbain et de sa famille, les normes plus élevées d'hygiène et de sécurité associées à l'habitat dense. Ainsi, dans les régions tropicales où la pression démographique est la plus forte, l'absence de matériaux convenables et de méthodes de construction en rapport contribue puissamment à élever les coûts de construction et à retarder la satisfaction des besoins en logements.
On peut essayer de s'attaquer à ce problème en favorisant les matériaux de construction non traditionnels, par exemple les produits de béton ou d'argile cuite, voire les matériaux á haute performance utilisant une technologie avancée. Néanmoins, cette évolution se heurte souvent à des restrictions locales importantes, par exemple à l'absence de gisements calcaires exploitables pour la fabrication du ciment, à l'absence ou à la mauvaise distribution des sols propres à la fabrication de briques et tuiles, au coût élevé de l'énergie nécessaire à la fabrication des matériaux.
On peut aborder le problème d'un autre côté, en améliorant les matériaux indigènes et les méthodes de construction connexes. C'est ainsi que la construction en terre a fait l'objet d'une grande attention au cours des deux dernières décennies, et la mise au point de techniques nouvelles de stabilisation et d'imperméabilisation a permis d'améliorer le logement rural, bien que cette méthode n'ait pas encore été favorablement accueillie dans la plupart des régions urbaines. Dans le cas du bois, la plupart des obstacles techniques qui s'opposent à son utilisation sous les tropiques ont fait l'objet de recherches et d'expérimentations depuis un certain temps. Il existe maintenant de solides connaissances sur lesquelles fonder la conception et la construction des logements en bois. On a identifié de nombreuses essences convenant à la construction des bâtiments; leur force, leur durabilité et leurs autres caractéristiques, ainsi que les problèmes liés à leur utilisation, ont été enregistrés. L'information technique n'est pas complète et les études doivent continuer, mais les grands problèmes ne sont pas d'ordre technique mais plutôt économique, et sont liés à la disponibilité d'un produit utilisable.
L'une des fonctions fondamentales du logement est de protéger les habitants contre les extrêmes climatiques. Dans les climats tempérés, on a d'abord cherché à fournir un refuge contre les grands froids et ensuite contre des facteurs moins importants comme la chaleur et l'humidité. Pour cela, on a créé des milieux intérieurs à l'aide de moyens mécaniques, et les moyens techniques et économiques permettant de le faire sont nés de l'industrialisation. A mesure que les régions tropicales du monde s'industrialiseront, leurs économies favoriseront de nouvelles solutions mécaniques aux problèmes de la régulation du milieu, y compris les recherches nécessaires pour mettre au point cette technologie.
La maison a évidemment d'autres fonctions que la régulation du milieu climatique. Les besoins sociaux et psychologiques dépassent de loin les considérations marginales du confort physique. Lorsqu'on examine les problèmes du logement tropical, les habitants des pays industrialisés que nous sommes risquent d'insister beaucoup trop sur les questions purement physiques et sur le confort matériel, et d'introduire trop vite des améliorations technologiques. Il est clair qu'à l'exception d'une élite restreinte les habitants des pays en développement ne doivent pas compter sur le luxe de la climatisation et de procédés architecturaux coûteux comme les doubles toits, les brise-soleil ou le verre thermo-absorbant. L'accumulation et l'émission de chaleur doivent donc être maintenues dans des limites raisonnables par l'application des principes climatiques et biologiques dans les plans et dessins, et par l'utilisation de matériaux de construction choisis pour leurs propriétés thermiques.
Les climats tropicaux se situent entre les extrêmes chauds-humides et chauds-secs en passant par des climats intermédiaires. Le bois utilisable pour la construction se trouve essentiellement dans les climats chauds-humides - entre 15° de latitude N. et 15° de latitude S. environ. Les régions sont caractérisées par une humidité relativement élevée (jusqu'à 75 pour cent), de faibles variations de la température diurne (9 à 11°C) et annuelle. La couverture nuageuse importante limite le maximum moyen des températures, qui se situe en général autour de 32°C à l'ombre. Les précipitations peuvent être importantes à la saison des pluies - 5 à 7,5 centimètres par heure. Les vents ne sont pas rapides - environ 8 kilomètres à l'heure - mais ils peuvent atteindre 90 à 120 kilomètres à l'heure pendant les orages. Le ciel peut être extrêmement lumineux, et l'éblouissement causé par le rayonnement diffus à travers la couverture nuageuse peut être douloureux.
Les principales variables stylistiques pour la construction des logements tropicaux font l'objet d'études depuis un certain temps. Il s'agit de la conciliation entre le besoin d'intimité et la nécessité d'entretenir le mouvement de l'air, l'utilisation traditionnelle de l'espace hors-murs qui aboutit à la formule «cours et vérandas tropicales», la forme des espaces intérieurs et de leurs ouvertures pour favoriser au maximum les mouvements de l'air, l'orientation par rapport au rayonnement solaire et au vent. Les recherches architecturales dans ces domaines doivent être intensifiées afin de trouver des solutions de remplacement qui soient compatibles avec les exigences de l'habitat dense des villes. Cependant, sauf dans les constructions de grande hauteur, les critères présents et futurs de ces aspects du logement ont autant de chance d'être satisfaits avec le bois qu'avec d'autres matériaux. Les caractéristiques thermiques et structurales du bois nous intéressent donc tout particulièrement ici.
Lorsque l'énergie rayonnante frappe une surface, une partie est absorbée par le matériau et une autre réfléchie. Un matériau réfléchit de la chaleur, en absorbe, et en réémet dans le milieu plus froid. Les caractéristiques de surface du matériau déterminent, dans une grande mesure, la quantité relative d'énergie calorique réfléchie, absorbée et réémise. Le mouvement calorique à travers un matériau est fonction de la différence de température, de l'épaisseur du matériau, de sa résistance au flux calorique, et de sa capacité thermique - c'est-à-dire son aptitude à emmagasiner la chaleur avant que sa propre température ne s'élève. La résistance et la capacité sont liées directement à la densité: les matériaux légers ont une résistance élevée et une faible capacité thermique, tandis que les matériaux denses présentent les caractéristiques inverses. Le flux calorique circulant à travers les éléments de la construction n'est pas uniforme par suite des variations diurnes de la température. On dit qu'il est périodique, et la température intérieure d'un bâtiment réagissant aux variations est également périodique. Le transfert de chaleur est retarde en fonction de la capacité thermique de l'élément, et ce retard, mesuré en heures, est désigné sous le nom de «décalage».
Dans les climats chauds-secs qui sont caractérisés par de fortes variations de la température diurne, la capacité thermique peut être mise à profit en choisissant des matériaux produisant un décalage calculé pour régler l'arrivée de la chaleur à l'intérieur du bâtiment pendant les heures trop fraîches du petit matin. Les matériaux denses conviennent très bien pour cela. Dans les régions chaudes-humides, on cherche à maintenir la température intérieure de l'air au niveau ou au-dessous de la température extérieure à l'ombre et, notamment, à éviter l'élévation de température la nuit. Pour ce faire, il faut éviter les matériaux présentant un décalage élevé, car bien que les variations de température diurnes soient inférieures à celles des climats chauds-secs, les matériaux denses absorbent une énergie calorique considérable dans la journée et la restitueront pendant la nuit sous forme de rayonnement. L'enceinte la puits satisfaisante dans les climats chauds-humides sera claire et de faible densité: claire pour réfléchir autant d'énergie que possible, et de faible densité pour que la chaleur accumulée soit dispersée aussi vite que possible par les mouvements de l'air. Le bois est un matériau a faible densité qui, une fois séché, emprisonne de l'air dans ses; cellules. Il présente donc une résistance élevée au flux calorique - c'est-à-dire qu'il est un bon isolant - et une faible capacité thermique. Ces deux caractéristiques le rendent tout particulièrement propre à la construction dans les climats chauds-humides.
De tous les éléments, le toit est le plus coûteux et le plus difficile à construire, et c'est lui qui a le plus d'effet sur le confort thermique d'un bâtiment. Les matériaux de toiture traditionnels des habitations rurales, comme les feuilles, les herbes et les joncs, Il peuvent convenir aux villes des tropiques, car leur durée d'existence est brève et ils sont très inflammables. Les produits de remplacement manufacturés sont rares, coûteux et ne présentent qu'une faible performance thermique. Ils ont été conçus pour d'autres climats. Il reste à mettre au point un matériau de toiture manufacturé convenant aux conditions tropicales.
Le toit idéal absorbe aussi peu de chaleur que possible et offre une résistance presque complète au flux calorique. Des études ont montré qu'avec les matériaux de toiture communément disponibles sous les tropiques, ce n'est pas possible si d'on n'y ajoute pas un plafond (1). Le bois est communément utilisé comme support structural des toits tropicaux, mais cela ajoute peu, évidemment, à la performance thermique. Il constitue également un matériau assez commun pour le plafond dans les bâtiments coûteux. Au cours des années passées, des bardeaux de bois, généralement fendus à la main, ont été utilisés avec succès pour les toitures sous les tropiques. Mais avec l'introduction de matériaux de toit métalliques, les bardeaux sont passés de mode et sont considérés actuellement comme un «matériau de brousse». C'est dommage, car les bardeaux construits dans des essences convenables peuvent fournir un toit agréable à regarder et confortable, dont la durabilité est plus grande que certains matériaux manufacturés ordinaires.
C'est ainsi qu'au on peut voir quelques bâtiments à toit de bardeaux, dont l'âge est estimé à environ 30 ans, et qui sont toujours en excellent état. On fait actuellement des efforts au Département de recherche sur le logement et la planification (Université des sciences et de la technologie) de Kumasi pour réintroduire; les bardeaux. Un bâtiment de bardeaux a été construit en 1968 près de Kumasi avec un toit non accompagné d'un plafond (2). Des tests ont montré que les températures intérieures restaient au niveau de la température extérieure à l'ombre, ou à quelques degrés au-dessus, pendant les périodes de rayonnement maximal. Dans ce cas, les bardeaux étaient sciés à la machine, opération spéciale assez coûteuse au Ghana, et l'on s'efforce actuellement de mettre au point des bardeaux fendus qu'on pense pouvoir faire fabriquer à partir de chutes de grumes par de petites industries locales à des coûts bien moindres que les bardeaux sciés ou les matériaux de toit en métal importés.
Une autre expérience effectuée à Kumasi indique une évolution possible. En 1970, on a construit un bâtiment prototype en bois en utilisant des panneaux de toit de contre-plaqué préfabriqués à revêtement travaillant de 10 centimètres d'épaisseur, remplis de copeaux de rabot imprégnés, et recouverts de bitume et de petits éclats de pierre. Les essais ne sont pas terminés à l'heure où nous écrivons cet article, mais les premiers résultats montrent que l'échauffement par le toit est faible ou nul. Cette toiture complète, où la couche inférieure du contre-plaqué forme un plafond fini, revient légèrement moins cher qu'un toit de tôle d'aluminium sans plafond.
Bien que les toits de bois soient eux-mêmes difficilement inflammables et beaucoup moins dangereux que le chaume ou les autres matériaux d'origine végétale, ils brûlent en cas de sinistre grave. Aussi ne sont-ils pas capables d'arrêter la progression des flammes entre les bâtiments, et leur emploi dans les régions urbaines doit être réglementé, mais pas nécessairement interdit, par les codes de construction fixant les tolérances d'inflammabilité et de propagation des flammes. Pour les habitats moins denses et les régions rurales, les toits de ce type semblent pouvoir convenir.
Les grands surplombs de toit sont importants pour plusieurs raisons. Lorsqu'ils sont correctement orientés par rapport au soleil, ils peuvent être conçus pour donner de l'ombre aux murs extérieurs, aux ouvertures des murs et sur la surface adjacente du sol. Ils réduisent l'éblouissement et protègent les murs et les ouvertures de la pluie. L'importance de ces facteurs pour le confort et pour l'entretien prouve à l'évidence que les murs extérieurs doivent être considérés non comme des éléments indépendants, mais plutôt en relation avec le toit. Du point de vue de la construction, les murs creux fabriqués avec les montants de bois traditionnels créent des problèmes sous les tropiques. Ils fournissent des conditions idéales pour la multiplication des insectes et de la vermine, ils retiennent l'humidité génératrice de pourriture et ils ne se comportent pas bien en cas d'incendié, à moins qu'on ne prenne des précautions particulières et difficiles. Leur pouvoir d'isolement est moins important que dans les climats froids. Pour ces raisons, il faut recommander les murs à une seule épaisseur de bois massif, de bois laminé ou de contre-plaqué et des recherches devraient être faites pour trouver des solutions de remplacement qui satisfassent les exigences psychologiques et pratiques de sécurité d'utilisation de ces matériaux.
Les planchers à cadre formant plate-forme ou venus du sol sont de tradition dans de nombreuses régions chaudes et humides. Ils permettent à l'air de circuler à l'intérieur, autour et en dessous des espaces habités, augmentent en même temps la sécurité et l'intimité de la maison et conviennent particulièrement aux constructions légères en bois. A part cet exemple remarquablement satisfaisant d'adaptation régionale, le choix du matériau de plancher dépend moins de considérations thermiques que de considérations structurales. On peut utiliser des planchers suspendus à cadre de bois, des dalles en béton ou de la terre stabilisée. Les planchers à cadre de bois doivent être suffisamment surélevés pour protéger les habitants contre l'humidité et les termites. Si l'on utilise des planchers de béton ou de terre, il faut prêter une grande attention au bas des murs en bois ou des poteaux qui les soutiennent, qui doivent être conçus de manière à être isolés de l'eau superficielle et de l'humidité du sol.
Outre ses avantages thermiques, le bois possède d'autres propriétés qui en font un matériau bien adapté à la construction de maisons. Le bois est résistant par rapport à son poids, contrairement au béton et aux autres matériaux de maçonnerie, sa manutention et son transport sont plus faciles et moins coûteux, et il se travaille bien avec des outils manuels simples. Des bâtiments en bois convenablement construits résistent aux tempêtes et, étant légers et élastiques, résistent mieux aux séismes que les bâtiments construits en matériaux denses, à moins que ceux-ci n'aient fait l'objet de mesures de précaution coûteuses. La construction légère en bois se prête à une planification souple, à la production d'éléments préfabriqués et, par conséquent, à des méthodes de construction industrielles.
Les principaux problèmes techniques liés à l'utilisation du bois concernent la préservation contre l'attaque des insectes et des champignons, contre les intempéries et contre l'incendie.
Les plaques de métal ou de béton sont couramment utilisées pour protéger le bâtiment contre les termites. Le traitement chimique du sol au niveau des fondations a été employé avec succès, seul ou en combinaison avec des obstacles mécaniques, mais sa durée d'efficacité est douteuse. Dans les régions où les termites souterrains abondent, on a traditionnellement cherché à choisir les essences les plus résistantes pour la construction. Si ce souci est légitime, il a eu des résultats fâcheux sur l'évolution de la construction en bois. Les essences les plus résistantes ne sont pas souvent les mieux adaptées à la construction, car elles ont une densité et un degré de solidité qui ne sont pas nécessaires et qui les rendent difficiles à travailler, et il arrive souvent qu'elles aient des propriétés de séchage indésirables. La plupart des essences tropicales ont fait l'objet de tests de perméabilité chimique et d'efficacité du traitement. Il y a des bois tropicaux convenant à la construction qui sont suffisamment résistants à l'attaque des termites sans traitement de préservation préalable (ou sans traitement poussé) ou bien qui ne sont pas résistants mais possèdent de bonnes caractéristiques de perméabilité. Il faut donc choisir des espèces possédant de bonnes caractéristiques de construction, faciles à trouver, économiques et présentant une résistance naturelle raisonnable aux termites qui peut être accrue artificiellement si les conditions justifient cette dépense supplémentaire. Etant donné que les insectes sont particulièrement attirés par le bois vert, il est obligatoire d'utiliser du bois séché.
L'expression de «durabilité naturelle» du bois concerne sa capacité de résister à l'attaque des champignons. Les bois tropicaux ont une durabilité très diverse. Bien que l'attaque par les champignons et l'attaque par les insectes constituent deux problèmes différents, on cherche généralement à appliquer des traitements de préservation qui protègent le bois contre les deux dangers. C'est généralement possible, mais il faut se souvenir qu'il n'existe pas encore d'agents de préservation qui immunisent complètement à la fois contre toutes les formes d'attaque par les champignons et par les insectes. L'attaque par les champignons ne peut provoquer la pourriture que si la teneur en humidité du bois est supérieure à 20 pour cent, dans une gamme de températures se situant entre 4 et 37°C environ et dans des conditions d'oxygénation suffisantes. S'il est vrai que ces conditions ont plus de chances de se présenter simultanément sous les tropiques qu'ailleurs, il est tout à fait possible d'obtenir une humidité initiale inférieure à 20 pour cent grâce au séchage à l'air. Les bâtiments sont utilisés à des fins et dans des conditions si différentes qu'il est parfois difficile de garantir que la teneur en humidité restera constamment inférieure à 20 pour cent dans toutes les parties du bâtiment. Cela étant, il est tout particulièrement important sous les tropiques d'assurer une finition architecturale empêchant les joints et les assemblages de recueillir et de retenir l'humidité. Si l'humidité risque de dépasser 20 pour cent pendant une période de temps assez longue, il faut prendre des précautions supplémentaires, par exemple appliquer des traitements de préservation.
Comme tous les autres matériaux naturels, le bois change d'apparence en vieillissant et lorsqu'il a été exposé aux intempéries. Celles-ci - vent, pluie, soleil - produisent sur la surface du bois des effets de détérioration mécaniques. Toutes les espèces ne vieillissent pas de la même manière, et dans certains cas le processus rend la surface plus exposée aux champignons provoquant la pourriture du bois. Cependant, c'est un effet secondaire, le vieillissement pouvant se produire (et c'est généralement le cas) sans pourrissement. Ce phénomène a surtout pour effet de faire perdre au bois son aspect de matériau fraîchement coupé. Beaucoup de bois tropicaux, y compris ceux qui présentent d'excellentes caractéristiques structurales, vieillissent très bien, et prennent une patine agréable sous l'effet des intempéries. Cependant, ce phénomène est généralement peu goûté du public, attitude qui serait plus justifiée à l'égard de matériaux synthétiques. La solution du problème, viendra de l'éducation des usagers, et l'expérience acquise dans d'autres domaines prouve que cela demandera du temps et des efforts considérables.
Le vieillissement peut être combattu de deux manières: la première consiste à recouvrir la surface, d'un obstacle mécanique comme la peinture ou le vernis pour essayer d'empêcher toute espèce de vieillissement. Cette solution très répandue est déplorable, notamment sous les tropiques, où le rayonnement intense et les champignons sont les ennemis naturels de la peinture et du vernis. En outre, les revêtements «durs» sont coûteux et pour garder leur efficacité doivent être entretenus, chose difficilement réalisable. Lorsque la surface se fend et que des dégradations se produisent, celles-ci sont difficiles à déceler. Cela crée un sentiment trompeur de sécurité, car en fait la pellicule de produit; peut favoriser le pourrissement en emprisonnant l'humidité sous la surface, ce qui maintient la teneur en humidité des couches extérieures suffisamment élevée pour encourager la croissance progressive des champignons. En outre, les revêtements durs, notamment la peinture, masquent la beauté naturelle du bois.
Au lieu de ces produits, on peut employer des agents de préservation chimiques qui communiquent au bois des propriétés toxiques tout en réduisant la dégradation mécanique de la surface. On les appelle revêtements «naturels». Au lieu de constituer un obstacle mécanique, ces agents laissent le bois vieillir naturellement, mais limitent les effets des intempéries. Les agents de préservation de ce type sont tantôt transparents, tantôt colorés artificiellement pour obtenir des effets de teinture. Il est nécessaire d'appliquer périodiquement une nouvelle couche à des intervalles qui varient selon le degré d'exposition, mais les revêtements de préservation sont beaucoup moins coûteux et demandent pour être appliqués beaucoup moins d'adresse que TELS peintures et vernis.
Le bois est un matériau combustible, mais il ne s'enflamme pas facilement. Lorsqu'on le chauffe à environ 250°C, il se décompose en produisant des gaz inflammables et du charbon de bois. Lorsque ces gaz sont suffisamment abondants et sont enflammés, la combustion se produit. Celle-ci chauffe le bois encore davantage en dégageant de nouvelles quantités de gaz qui s'enflamment et l'incendie se propage jusqu'à ce qu'on l'éteigne ou jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de combustible. A mesure que le bois augmente en dimension il perd sa capacité d'entretenir la combustion de lui-même. La formation de charbon de bois à la surface du matériau fait office d'isolant contre la source de chaleur, et ce phénomène retarde à son tour la formation de gaz combustibles. C'est pourquoi le bois est «auto-ignifuge» et, lorsqu'il est de grandes dimensions, il arrive souvent qu'il résiste alors même que le bâtiment est complètement détruit par les flammes.
Il n'existe pas de bâtiments à l'épreuve de l'incendie, mais seulement des bâtiments plus ou moins résistants, car le comportement d'un bâtiment dans un incendie dépend moins de sa structure que de son contenu et de son mode d'utilisation. Celui-ci peut occasionner l'incendie. Le contenu et le mobilier, plus inflammables que l'ossature de bois, contribuent à entretenir et à propager le feu. On peut se demander si le danger est plus grand ou moindre sous les tropiques que dans les climats froids. Il faut manifestement tenir compte du fait que des foyers à charbon de bois ou à bois sont utilisés en plein air pour la cuisine sous les tropiques lorsqu'on prévoit les espaces et qu'on choisit les matériaux. L'architecture devrait avoir pour objectifs de réduire l'inflammabilité dans toute la mesure possible, pour permettre l'évacuation en cas de sinistres impossibles à maîtriser, et de limiter la propagation des flammes tant à l'intérieur des bâtiments qu'entre eux. Ce dernier point est tout particulièrement important dans les villes encore dépourvues de services municipaux de lutte contre le feu. A ces fins, il faut bien aménager l'espace, choisir judicieusement les matériaux, soigner le détail de la construction, observer des spécifications limitant la propagation des flammes. Les éléments creux ménagés par la construction traditionnelle des murs à montants provoquent un effet de cheminée en cas d'incendié, accroissant ainsi la propagation des flammes dans le bâtiment; d'où l'importance, qui a été soulignée plus haut, d'utiliser des éléments de construction en bois massif.
Le constructeur ne doit pas hésiter à renoncer au bois lorsque d'autres matériaux offrent des solutions plus satisfaisantes. C'est ainsi que le plâtre de ciment appliqué sur lattes opposera une résistance à l'humidité et au feu dans les salles de bains et des cuisines. Dans les maisons attenantes, les cloisons de séparation en maçonnerie peuvent constituer le moyen le plus pratique de limiter la propagation des flammes et d'assurer une barrière sonore entre les unités, rendant ainsi admissible l'emploi du bois comme principal matériau de construction.
On peut envisager d'utiliser des produits chimiques ignifuges. Pour qu'ils produisent de l'effet, il faut que le bois soit imprégné dans la masse. Dans les régions où ce traitement est communément assuré, les coûts n'ont pas été particulièrement élevés, mais cela n'est pas encore le cas dans les régions tropicales en développement. Il existe des produits chimiques qui préservent le bois tout en retardant le feu, et on peut supposer qu'une essence perméable aux agents de préservation l'est aussi aux produits ignifuges. Toutefois, dans le cas des essences tropicales, on n'a pas fait beaucoup de recherches sur l'efficacité de ces produits ni d'études économiques sur leur emploi.
Il a été dit plus haut que l'utilisation du bois se heurte non pas tant à des problèmes techniques qu'à des problèmes de coût et d'approvisionnement. Malgré l'abondance du bois sous les tropiques, son coût reste élevé pour plusieurs raisons. Les pays tropicaux producteurs de bois comptent sur les exportations de grumes pour gagner des devises étrangères. L'extraction et la transformation sont donc orientées vers les marchés d'exportation et non vers les marchés intérieurs. Les essences et les qualités abattues sont celles qui sont le plus demandées sur le marché du monde, tandis que d'autres sont souvent inexploitées ou gaspillées. Cette extraction sélective aboutit à de faibles rendements à l'hectare, ce qui est coûteux et gaspille les ressources forestières. Si l'extraction était moins sélective, le coût de tous les bois produits par hectare tendrait à diminuer et des ressources seraient mieux utilisées. Dans la plupart des régions, il existe de ces espèces, dites secondaires, qui conviennent à la construction des bâtiments, mais sont extraites de manière irrégulière, si tant est qu'elles le soient.
Malheureusement, leur utilisation n'est pas simple. Tout d'abord, elles ne sont pas toujours disponibles d'une manière uniforme. Beaucoup d'usines éprouveraient des difficultés à étendre leurs activités à d'autres espèces. Dans des pays peu développés, l'industrie du bois absorbe une forte quantité de devises étrangères à cause de l'équipement et du personnel cadre qu'il faut importer. Par conséquent, toutes les économies réalisées par l'expansion de l'industrie et les améliorations qui lui sont associées seront diminuées dans la mesure où l'élément «devises» entre dans le budget de production.
Deux autres facteurs entravent sérieusement la croissance et l'amélioration de cette industrie. D'abord le problème du transport, qui retarde gravement l'acheminement des produits forestiers du lieu de production au marché. Ensuite la politique qui consiste à taxer souvent l'importation d'équipement ainsi que l'exportation des produits. Ajoutés les uns aux autres, ces facteurs ont pour résultat de réduire la production et le revenu net ainsi que l'effort de modernisation et de rationalisation des divers secteurs de cette industrie. Malgré ces problèmes, et étant donné surtout le rythme d'épuisement des ressources forestières tropicales, il serait dans l'intérêt de toutes les parties (gouvernements, exploitants forestiers, industriels, consommateurs) que l'on cherche à utiliser au maximum les espèces secondaires. Une étape majeure en ce sens consisterait à créer une demande en donnant de l'importance à l'industrie de la construction en bois.
L'approvisionnement en produits utilisables pose d'autres problèmes, notamment celui du séchage et de la normalisation des qualités et dimensions. La plupart des bois tropicaux sont vendus pour la construction locale peu après le façonnage et leur teneur en humidité dépasse fréquemment le point de saturation de la fibre (c'est-à-dire environ 25 à 30 pour cent du poids sec). Ce bois vert rétrécit et se gauchit à mesure qu'il approche du point d'équilibre, voisin de l'hygrométrie atmosphérique. Le bois vert a généralement une résistance mécanique moindre que le bois sec et il est plus exposé à l'attaque des insectes et des champignons.
La commercialisation du bois vert a sans nul doute contribué puissamment à déprécier le bois en tant que matériau de construction dans certaines régions tropicales. La vente du bois vert s'explique de plusieurs manières. Les chantiers de sciage s'occupent souvent au premier chef de contrats d'exportation. Après débit et sélection, on évite les frais d'emmagasinage du bois non destiné à l'exportation en le vendant aussi vite que possible. Il arrive que de petits entrepreneurs n'aient pas assez d'espace pour installer des chantiers de séchage. Parfois on méconnaît la nécessité d'utiliser du bois bien séché ou inversement on croit trop à la nécessité du séchage au four, qui demande un équipement coûteux et des compétences techniques bien rares. Heureusement, le séchage au four est inutile dans la plupart des utilisations, bien que la dessiccation obtenue par ce procédé soit précieuse pour les meubles et pour certaines installations fixes. Beaucoup d'essences tropicales convenant à des utilisations générales possèdent de lionnes caractéristiques de séchage à l'air et il est très possible de réduire la teneur en humidité à moins de 20 pour cent à l'aide de ce mode de séchage, ce qui élimine le danger de pourriture. Le grand problème, dans le cas à l'air, concerne l'espace et le temps nécessaires à l'opération; il faut en effet quatre fois plus de temps pour sécher le bois à l'air que pour le sécher au four. Cependant, si l'on approvisionnait le marché local en quantités suffisantes de bois de construction de bonne qualité, le temps de séchage pourrait être programmé sans grande augmentation des coûts.
La commercialisation du bois nécessite des règles de classement uniformes. Ces règles énoncent pour le producteur les besoins de l'industrie de la construction en fonction des différentes utilisations, et elles indiquent au consommateur ce qu'il peut raisonnablement s'attendre à obtenir. La formulation de règles basées sur les disponibilités et les besoins locaux n'a que trop tardé dans les régions tropicales. Cette lacune a contribué elle aussi a déprécier le bois en tant que matériau de construction. Sans reclassement normalisé, l'architecte peut difficilement spécifier les bois à employer en fonction de l'utilisation ou des charges et être sûr que les spécifications peuvent être observées et le seront effectivement. Cette situation prévaudra tant que les producteurs et les consommateurs ne seront pas tombés d'accord sur des règlements écrits et applicables relatifs aux espèces susceptibles d'être utilisées pour la construction locale. Le problème du classement par qualités se complique sous les tropiques du fait que les espèces sont extrêmement diverses. Cependant, des travaux australiens récents, qui ont abouti à une répartition des essences par groupes de résistance mécanique, permettent d'espérer que le problème du classement sera simplifié et cette pratique nouvelle fait l'objet d'une attention considérable dans les régions tropicales en développement.
La normalisation des dimensions a été retardée dans les régions tropicales en partie parce que la tradition de la construction en bois fait défaut, et en partie parce que - l'industrie du bois étant orientée vers l'exportation - les pièces sont, après expédition, resciées en fonction des demandes du marché extérieur. En conséquence, tant en section qu'en longueur, les dimensions disponibles localement sont extrêmement variables. Le plus souvent, il n'existe pas de dimensions standards correspondant aux besoins les plus ordinaires et les plus logiques des architectes. Les entrepreneurs sont obligés d'installer des usines et des machines supplémentaires pour produire en grandes quantités un matériau de section et de longueur diverses. Le resciage, le dressage et le rabotage aux dimensions requises sont, dans ces conditions inefficaces, générateurs de gaspillage. Dans les petits contrats, on substitue souvent des tailles non spécifiées pour des raisons de disponibilité, de rapidité ou d'économie, ce qui a pour effet d'introduire des changements fâcheux dans le devis du bâtiment. Beaucoup de ces problèmes seraient évités si la normalisation était plus poussée à l'usine de sciage.
L'absence d'une tradition de la construction en bois ne signifie pas nécessairement une pénurie de travailleurs spécialisés, car des sous-éléments en bois comme les fenêtres, les portes, les stores à lames et leurs châssis sont fréquents dans la plupart des bâtiments. Les charpentiers et menuisiers existent sur place; un problème plus grave réside dans l'absence de personnel d'encadrement pour organiser et diriger leurs efforts. Lorsque cette lacune se double de problèmes de contrôle de qualité et d'approvisionnement, les frais généraux de construction grèvent lourdement les coûts du bâtiment.
En un sens, le bas niveau de développement de l'industrie du bois peut être considéré comme un avantage pour l'avenir. Quand il n'y a pas de méthodes traditionnelles à combattre, quand la main-d'œuvre s'occupe moins de défendre des méthodes de construction périmées, lorsqu'on a la possibilité de rédige des codes de, construction basés sur des normes de performance raisonnables au lieu de spécifier ou de restreindre directement l'emploi des matériaux, on a des chances de voir se développer des méthodes régionales et d'architecture de construction tendant à la fois à améliorer la performance et à réduire les coûts.
Dans les régions où il existe une source sûre de matières premières et une demande persistante du produit, la préfabrication a prouvé sa capacité d'accroître le rendement de la construction et de réduire les coûts au-dessous de ceux de la construction sur le chantier. Ces résultats sont obtenus de deux manières: tout d'abord, l'ouvrier peut travailler en atelier à l'abri des éléments, il est possible d'organiser et de contrôler ses efforts, de lui fournir sans interruption des matériaux et de faire appel à moins de compétences et de responsabilités. Ensuite, la préfabrication réduit sérieusement les problèmes du contrôle de qualité et de l'approvisionnement en dirigeant les matières premières vers un lieu unique au lieu de les disperser dans les différents chantiers de construction. Ces problèmes sont infiniment plus graves dans les pays en développement, et leur solution permettrait d'y diminuer les coûts et d'y augmenter le rendement dans des proportions beaucoup plus fortes que dans les pays industrialisés. La préfabrication en bois demande pour réussir des techniques qui ne sont ni compliquées ni très mécanisées. Les économies les plus importantes sont celles qui sont réalisées initialement en atelier avec un système d'approvisionnement rationnel. La production en usine d'éléments préfabriqués en bois peut être une opération absorbant une grande quantité de main-d'œuvre, ne demandant que peu de frais initiaux d'installation et d'équipement, et autorisant une industrialisation progressive selon les besoins du marché du logement en développement.
A titre expérimental, une maison préfabriquée en bois a été construite pendant l'été de 1970 par le Département de recherche sur le logement et la planification à Kumasi (3). Il s'agissait, entre autres, de vérifier si, comme on l'admet couramment, les maisons en bois coûtent plus cher que les constructions en béton. On a utilisé le moins de machines possible et on a construit à la main des éléments collés-cloués à partir desquels on a pu assembler la charpente sur le chantier, en utilisent de simples gabarits de bois pour assurer l'uniformité des dimensions. La maison était construite complètement en bois à l'exception des pieux de fondation, de l'imperméabilisation et du recouvrement des panneaux de toiture, des installations de service et de la serrurerie.
On a tenu une comptabilité précise du temps et des matériaux utilisés, et l'on a obtenu un coût de 3,60 dollars U.S. par pied carré (38 dollars par mètre carré) d'habitation terminée. Si l'on tenait compte des coûts d'entrepreneur, on obtiendrait environ 5 dollars par pied carré (54 dollars par mètre carré). Dans cette expérience, il ne s'agissait pas de trouver le plan le plus économique, sinon on aurait pu réduire les coûts unitaires d'environ 25 pour cent, et d'autres économies seront réalisées grâce à l'expérience ainsi acquise. Les logements construits par des agences au Ghana coûtent actuellement de 6 à 7 dollars par pied carré (environ 64 à 76 dollars par mètre carré) avec la construction en béton. Ainsi donc, ce projet a permis de conclure, entre autres, que la construction en bois revient au même prix ou même meilleur marché que d'autres matériaux lorsqu'on rationalise les méthodes de production et d'assemblage.
Lorsque la production de logements intègre le regroupement des terrains, le financement, le dessin, la fabrication et la commercialisation du logement, on peut dire qu'il existe un «système-logement». Un «système-construction» en vue du logement est la partie du système-logement qui intéresse le dessin, la fabrication et l'assemblage des unités de logement. La fabrication n'est pas en soi un système-construction, bien que ce soit un élément essentiel de tous les systèmes-construction. Les systèmes qui demandent le transport et le levage de grands éléments ne conviennent pas à la plupart des régions en développement. Les plus convenables sont ceux qui sont basés sur des panneaux modulaires ou sur des éléments structuraux que les hommes peuvent transporter, éventuellement avec l'aide d'un équipement de levage simple. Ces systèmes peuvent être utiles quand les gens doivent monter des logements seuls ou avec des aides bénévoles ou quand il s'agit de compléter progressivement les cellules initiales d'habitations installées sur des lotissements équipés.
Les coûts en capital sont faibles par rapport aux systèmes plus industrialisés, puisqu'on peut associer la préfabrication à fort coefficient de main-d'œuvre et l'industrialisation progressive.
Dans un système-construction, la conception et la fabrication sont inextricablement liées étant donné que l'architecte doit tenir compte non seulement du produit fini mais aussi de la production et des méthodes d'assemblage. Dans ces conditions, la technique de construction ainsi que les besoins de l'utilisateur influencent le plan du logement, et il doit y avoir une collaboration ininterrompue et complète entre les phases de conception, de fabrication et d'assemblage pour que l'ensemble du processus fonctionne de manière satisfaisante. Il est important que cette collaboration trouve son reflet dans l'étude et la mise au point du système.
Le système-construction contribuera finalement de manière importante à satisfaire les besoins en logement des pays en développement, les matériaux de bois formant la base de toutes sortes de systèmes légers, faciles à édifier et d'un bon rendement thermique. Cependant, avant que la construction puisse s'industrialiser à ce point, il faut trouver des solutions aux problèmes qui se posent tout au long des processus - de la science forestière à la construction - qui constituent l'industrie de la construction en bois. Cela ne peut se faire de manière efficace que par une coordination de la recherche et des efforts de développement à l'intérieur des pays, portant non seulement sur les méthodes de conception et de construction, mais surtout vers l'approvisionnement rationnel en matières premières normalisées.
(1) KOENIGSBERGER, OTTO & LYNN, ROBERT. 1965. Roofs in the warm humid tropics. London, The Architectural Association.
(2) Forest Research Nursery of the Forest Products Research Institute, Council for Scientific and Industrial Research, Kumasi, Ghana.
(3) Industrialized Timber Housing. Projet conjoint de recherche et de développement organisé sous les auspices du Department of Housing and Planning Research University of Science and Technology, Kumasi, Ghana, et de l'International Development Technology Center, Washington University, St. Louis, Missouri, Etats-Unis.
