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

Chapitre 6 : Comportement hydrique et mécanique des joints de mortier
compression du tuffeau. Le tableau VI.4 présente les résultats des caractéristiques mécaniques des
différents joints de mortier au niveau de la compression et de l’adhésion.
La force d’adhésion est une propriété fondamentale qui est nécessaire pour apporter une cohésion à
la structure du bâtiment. Dans le test d’adhésion (norme NF EN 1015-12), la pâte de mortier est placée
sans compaction sur un échantillon de pierre cylindrique saturé d’eau (φ = 40 mm ; h = 35 mm).
Durant la prise, l’ensemble pierre/mortier est entouré d’un film hermétique pendant 7 jours afin
d’éviter tout phénomène d’évaporation. Ensuite, les échantillons sont dépaquetés et gardés dans une
enceinte à humidité contrôlée (HR = 76 % ; T = 20°C) pour une période de 21 jours. A cet état
hydrique, les échantillons sont testés. De la colle époxy est utilisée pour fixer les deux surfaces
opposées (une face mortier et une face pierre) à la presse. Une force de traction croissante est ensuite
appliquée avec un chargement de 0,005 MPa/s jusqu’à la rupture. L’adhérence entre la pierre et le
mortier est assez variable selon la teneur en chaux. Le mortier préparé avec 5 % de chaux ne présente
aucune adhésion à la pierre. Pour les autres teneurs en chaux, l’adhésion a pu être mesurée, et elle
augmente avec la quantité de chaux pour atteindre des valeurs typiques des mortiers à base de chaux
aérienne (Bromblet, 2000). Toutefois, les valeurs maximales de la résistance à l’adhésion sont
observées pour des teneurs en chaux de l’ordre de 20 à 30 %.
Les essais de résistance à la compression sont représentés à la figure VI.9 et l’allure des
échantillons de pierres jointés par le mortier après rupture est illustrée à la figure VI.10. Les résultats
montrent que, lors de l’essai de compression, les fissures sont initiées dans le joint de mortier, et elles
se propagent ensuite au reste de la pierre qui casse alors brutalement. Ceci est surtout valable pour les
faibles teneurs en chaux. En effet, pour des proportions de chaux inférieures à 20 %, la rupture du joint
de mortier a lieu bien avant celle de la pierre, ce qui fragilise l’interface pierre/mortier et qui finit par
générer de nombreuses fissures dans cette zone. La rupture est plus homogène pour des teneurs en
chaux plus élevées et les courbes contrainte-déformation des assemblages pierre/mortier sont
similaires à celle des échantillons de pierre de même dimension. Ainsi, une teneur en chaux égale ou
supérieure à 20 % est suffisante pour que le mortier ne perturbe pas trop le comportement mécanique
de la pierre.
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Résistance à la
compression
(MPa)
Module élastique
(MPa)
Résistance à
l’adhésion (MPa)
Tuffeau
(pierre)
joint
5%
chaux
joint
10%
chaux
Kévin Beck (2006)
joint
20%
chaux
joint
30%
chaux
joint
50%
chaux
11,59 6,90 7,86 10,07 9,91 10,70
1953 672 1080 1295 1464 1452
- 0,000 0,047 0,119 0,205 0,111
Tableau VI.4: Propriétés mécaniques de la pierre jointe par les mortiers durcis