Étude des propriétés hydriques et des mécanismes d ... - sacre

Chapitre 4 : Etude du comportement mécanique selon l’état hydrique
contenant ne serait-ce qu’une faible proportion d’argiles (Tomachot, 2002 ; Doehne, 2004). La
présence de ces argiles gonflantes a donc un impact important sur la durabilité des pierres. En effet, la
dilatation hydrique peut entraîner des effets importants en niveau de l’altération des monuments en
pierres comme, par exemple, l’apparition de possibles déchaussements et la fragilisation de la
structure du bâtiment. Par ailleurs, l’altération majoritaire du tuffeau est le décollement par plaques
dont, pour certains cas, aucune trace de sels n’est observée. Ces plaques pourraient donc dues
principalement à une fatigue par dilatation hydrique (cf. paragraphe 1.1.3 du chapitre I).
Cet essai met aussi en évidence l’anisotropie des matériaux qui est d’environ 20 % pour le tuffeau
blanc, la dilatation hydrique étant plus forte dans le sens parallèle au lit de la pierre. Ces anisotropies
de déformation du squelette solide des pierres est du même ordre de grandeur que les anisotropies
mécaniques et capillaires.
5. Conclusion
Les pierres de construction sont destinées à être mises en œuvre. Posées sur un bâtiment, elles
seront soumises à de fortes contraintes mécaniques, que ce soit en compression ou en traction.
Classiquement, aucun état hydrique spécifique n’est pris rigoureusement comme référence pour
estimer la résistance mécanique d’une pierre (norme NF P94-420 ; norme NF P94-422).
Malheureusement, la présence de l’eau influence de façon importante le comportement mécanique de
la pierre comme cela a été montré dans cette étude. En effet, la résistance à la compression et à la
traction chute brutalement dès que la teneur en eau des pierres commence à augmenter pour se
stabiliser à sa valeur minimale passé un degré de saturation critique spécifique à chaque pierre. Ainsi,
pour des raisons de sécurité et de mise en œuvre des bâtiments en pierres, il est préférable de prendre
en compte la résistance mécanique minimale de la pierre i.e. correspondant à l’état saturé (Ojo, 1990).
Les sols non-saturés (à l’état quasi-sec) et les roches ont de nombreux traits physiques en commun
(Hicher & Shao, 2002 ; Coussy & Fleureau, 2002), et comme pour les sols, il y a une intime relation
entre le comportement mécanique des pierres et leur propriété de rétention d’eau. Ceci est aussi visible
au travers des mesures de la vitesse de propagation des ondes ultrasonores en milieu non-saturé. En
effet, la vitesse du son dépend de la composition minéralogique des pierres, de leur lithologie, de leur
porosité mais aussi de leur saturation en fluide. Et les variations de la vitesse du son, comme les
résistances mécaniques, suivent les différents niveaux de rétention d’eau propres à chaque pierre.
Ainsi, au moyen d’une calibration adéquate et sur un matériau homogène exempt de micro-fissures
parasites, cette mesure non-destructive pourrait permettre d’estimer la teneur en eau du matériau et la
résistance mécanique qui en résulte.
Le comportement hydro-mécanique est globalement le même pour le tuffeau blanc et pour la pierre
de Sébastopol même si le tuffeau paraît beaucoup plus sensible à la présence d’eau ; sa teneur en argile
y participerait de manière importante. Comme la pierre de Sébastopol, le tuffeau est une roche tendre,
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Kévin Beck (2006)