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

Chapitre 5 : Essai de vieillissement des pierres par cyclage imbibition-séchage
6. Conclusion
L’analyse des différents types d’altérations rencontrées dans les pierres en œuvre montre que le
vecteur principal de l’altération est l’eau. Et parmi tous les agents d’altération, les sels solubles
tiennent un rôle majeur dans la dégradation des pierres mises en œuvre. La halite NaCl, la thénardite
Na2SO4 et surtout le gypse CaSO4,2H2O provenant de la dissolution de la calcite et de sa
recombinaison avec le soufre dissous, font partie des sels les plus fréquents et les plus destructeurs.
Ainsi, de nombreuses études de vieillissement par cyclage ont été réalisées afin d’observer le
comportement des pierres en laboratoire face à différents agents d’altération (Goudie, 1999 ;
Benavente, 2001 ; Nicholson, 2001 ; Angeli, 2006 ; Van, 2006). Pour simuler le vieillissement des
pierres, divers paramètres peuvent être testés comme par exemple, le type de polluants, le type
d’imbibition (partielle ou complète), le sens des mouvements d’eau, les conditions et le temps de
séchage. Dans cette présente étude, les deux pierres ont subi le même essai de vieillissement qui
consiste en l’application de simples cycles d’imbibition et de séchage complets avec de l’eau pure.
L’essai de vieillissement par des cycles d’imbibition-séchage sur une même face n’a pas le même
effet sur ces deux pierres. La pierre de Sébastopol ne présente aucune altération au bout de 50 cycles.
Dans cette pierre, essentiellement macroporeuse, l’absorption d’eau par voie liquide y est très forte,
mais le drainage est lui aussi important et la rétention d’eau très faible. L’eau est donc moins présente
dans cette pierre, et ses effets (dissolution, transport de matière) en sont donc plus limités. De plus, la
structure macroporeuse de la pierre de Sébastopol fait que les pores sont plus difficiles à entraver,
l’effet d’une éventuelle altération est donc moins visible par le test d’imbibition. Pour le tuffeau blanc,
possédant une grande variété minéralogique et porale ainsi qu’une vitesse d’absorption d’eau par
imbibition et une capacité de rétention très élevées, les cycles imposés dans l’essai de vieillissement
ont induit rapidement le début du développement d’une patine (zone de la pierre plus dense et moins
perméable proche de la surface) sur la face cyclée au bout seulement d’une quarantaine de cycles. Le
tuffeau présentant une forte surface spécifique et la présence de l’eau y étant plus importante, le
phénomène de dissolution est alors un peu plus favorisé dans le cas de cette pierre. Cette induration
superficielle est due principalement à une accumulation de cristaux de calcite de petite taille. En
conséquence, cette patine étant de plus dénuée de gypse, il s’agit plus spécifiquement de ce que l’on
appelle le calcin. La formation de ce calcin a amené localement une diminution de la porosité de
l’ordre de 50 % ainsi qu’une forte réduction de la taille moyenne des pores. Ainsi, au fur et à mesure
que la patine se forme, le temps nécessaire à l’imbibition se ralentit fortement, ce qui limite la
pénétration de l’eau. Ces résultats sont en accord avec les essais effectués par Chéné qui a reconstitué
en laboratoire des transferts hydriques susceptibles de provoquer des altérations sur un bloc de tuffeau
(Chéné, 1999a ; Chéné, 1999b). Ses essais de vieillissement consistaient en des cycles d’imbibitions
(30 min) et de séchages (23 h 30 min) partiels. L’eau ne pénétrant pas dans toute l’éprouvette, l’effet
du cyclage est donc moins intense que celui qui a été utilisé ici. C’est pourquoi il constate une
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Kévin Beck (2006)