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

Chapitre 6 : Comportement hydrique et mécanique des joints de mortier
calcaires. En outre, les mortiers de ciment sont durs et imperméables, ce qui favorise l'accumulation de
l'eau dans la pierre et constitue une zone qui augmente la dissolution et la recristallisation de tous les
sels contenus. Plusieurs études ont montré que les sels solubles transportés par l'eau de pluie ou tirés
directement du joint de mortier s’accumulent à l’interface pierre/mortier où ils peuvent contribuer à la
rapide dégradation des pierres (O’Brien, 1995 ; Rodriguez-Navarro, 1999 ; Scherrer, 1999).
Ainsi, il est préférable d’utiliser, et en particulier pour les pierres calcaires, des mortiers ayant une
composition chimique proche des pierres utilisées lors des travaux de construction ou de restauration
des monuments. C’est pourquoi les mortiers utilisés en restauration sont des mortiers à base de chaux
avec comme agrégats, du sable de rivière ou bien des fragments issus de la pierre elle-même.
Cependant, il est aussi important de comprendre le comportement au niveau de la compatibilité entre
la pierre et le mortier en se basant sur des paramètres physiques et mécaniques. En effet, les propriétés
de transfert de l'eau entre la pierre et le mortier sont un facteur déterminant pour la durabilité de la
construction. Ainsi, de nombreuses études de cas ont été entreprises pour étudier le degré de
compatibilité pierres/mortier (Al-Saad, 2001 ; Degryse, 2002 ; Binda, 2003 ; Maravelaki-Kalaitzaki,
2005 ; Beck, 2007). Dans notre étude sur le tuffeau et la pierre de Sébastopol, nous avons opté pour
des mortiers à base de chaux aérienne qui est le liant le plus historiquement utilisé, et de poudre de
pierre comme agrégats. En effet, en plus du caractère compatible chimiquement, l’utilisation de la
poudre de pierre pour la fabrication du mortier a aussi pour objectif la valorisation des déchets de
carrière lors de la taille des blocs de pierre.
2. Caractérisation des matériaux utilisés
2.1. La chaux aérienne
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2.1.1. Composition chimique
La chaux aérienne utilisée (chaux calcique CL90) a été élaborée par l’entreprise française Baltazar
& Co à partir d’un calcaire très pur (plus de 95 % de CaCO3). Les analyses minéralogiques par
diffraction des rayons X et chimiques par ICP et ATG montrent que cette chaux en poudre est
composée essentiellement de portlandite Ca(OH)2 à plus de 90 % en masse. La principale impureté
réside en la présence de calcite CaCO3 représentant un peu moins de 10 % de la chaux aérienne, et
résultant vraisemblablement d’une carbonatation avec le dioxyde de carbone de l’air environnant. La
densité des solides mesurée par pycnométrie Hélium est de 2,21 g/cm 3 , ce qui est assez proche de la
valeur de la densité de la portlandite (ρs [Ca(OH)2] = 2,23).
2.1.2. Granulométrie de la chaux en poudre
La figure VI.1 montre la répartition en taille de grains effectuée par granulométrie laser pour la
chaux aérienne utilisée. En effet, cette chaux est très fine avec plus de 90 % de matières passant à
Kévin Beck (2006)