LE VILLAGE, research on raw earth bio-bricks for the design of a school in Senegal

This study investigates the use of compressed earth blocks, consolidated with vegetal fibres, as a building material. The aim is to analyse and confront the physical properties of raw earth bio-bricks with their environmental impact. The thesis is organised around the specific case of an architectural project for a school in Casamance in Senegal. The design project was inspired by the 2023 Kaira Looro competition created by the Balouo Salo charity. The competition subject was the creation of a school for the rural region of Casamance in the South of Senegal. The social ambitions of the project were the creation of inspiring educational spaces, the provision of health and hygiene facilities and the involvement of the local community in the life of the school. Another important objective was the design of spaces adapted to the local tropical climate whilst having minimal environmental impact. For this purpose, the design is based on natural and reused materials and follows bioclimatic strategies. The key concept was inspired by the typical structure of Casamance villages, introducing multiple units converging into multi-purpose outdoor spaces. The research on bio-bricks was conducted through a literature review and experimental tests. Three different types of vegetal fibres were tested: bamboo, straw and wood fibres. Tests samples were produced using manual presses in the laboratory of structural materials of Politecnico di Milano in Lecco. The compressed earth blocks were then submitted to erosion and compression tests in laboratory. To determine the environmental impact of the bio-bricks a comparative Life Cycle Assessment was carried on both building and structural elements. The study revealed that raw earth bio-bricks constitute a low-emission structural material in comparison with other widespread load-bearing options. In particular, the use of bamboo fibres resulted in the best mechanical and environmental performance. Ultimately, this project demonstrates through a case study that compressed earth bio-bricks can be a component of high-quality sustainable building design.

Questo studio analizza l’uso di blocchi di terra compressa, consolidati con fibre vegetali, come materiale da costruzione. L’obiettivo è quello di analizzare e confrontare le proprietà fisiche dei bio-mattoni in terra cruda con il loro impatto ambientale. La tesi è organizzata intorno al caso specifico di un progetto architettonico per una scuola in Casamance in Senegal. Il progetto di design è stato ispirato dal concorso Kaira Looro 2023 creato dall’associazione Balouo Salo. Il tema del concorso era la creazione di una scuola per la regione rurale di Casamance, nel sud del Senegal. Le ambizioni sociali del progetto erano la creazione di spazi educativi stimolanti, la fornitura di strutture sanitarie e igieniche e il coinvolgimento della comunità locale nella vita della scuola. Un altro obiettivo importante era la progettazione di spazi adatti al clima tropicale locale, con un impatto ambientale minimo. A tal fine, il progetto si basa su materiali naturali e di riuso e segue strategie bioclimatiche. Il concetto chiave si ispira alla struttura tipica dei villaggi della Casamance, introducendo unità multiple che convergono in spazi esterni multifunzionali. La ricerca sui bio-mattoni è stata condotta attraverso una revisione della letteratura e test sperimentali. Sono stati testati tre diversi tipi di fibre vegetali: bambù, paglia e fibre di legno. I campioni di prova sono stati prodotti utilizzando presse manuali nel laboratorio di materiali strutturali del Politecnico di Milano a Lecco. I blocchi di terra compressa sono stati poi sottoposti a prove di erosione e compressione in laboratorio. Per determinare l’impatto ambientale dei bio-mattoni è stata effettuata una valutazione comparativa del ciclo di vita sia per gli edifici che per gli elementi strutturali. Lo studio ha rivelato che i bio-mattoni in terra cruda costituiscono un materiale strutturale a basse emissioni rispetto ad altre opzioni portanti diffuse. In particolare, l’uso di fibre di bambù ha permesso di ottenere le migliori prestazioni meccaniche e ambientali. In definitiva, questo progetto dimostra, attraverso un caso di studio, che i bio-mattoni in terra cruda possono essere una componente della progettazione di edifici sostenibili di alta qualità.