L'entretien des bâtiments historiques : La chaux, l'irremplaçable matériau oublié

COURTE HISTOIRE DE L'ÉDIFICATION EN BRIQUE ET EN PIERRE



Sans parler des constructions en bois, il y a longtemps que l’homme a décidé d’édifier les murs de sa maison en pierre et en brique. Entre les blocs, en corrigeant leur aspérité naturelle et servant de colle, un mortier est appliqué. C’est sur ce mortier que nous nous attarderons aujourd’hui. Depuis l’époque des Romains jusqu’aux années 1950, c’est un mortier constitué de chaux, de sable et d’eau qui est déposé à l’intérieur de la plupart des constructions, du Colisée à la maison de ville, en passant par les fermes, ponts et châteaux édifiés aux cours des siècles.



Le pont du gard, construit entre 40 et 50 après J-C, de pierres et de mortier de chaux .

Photo : Auteur inconnu



MAIS QU'EST-CE QUE LA CHAUX ?



Pour faire de la chaux, nous partons d’une pierre calcaire asséchée jusqu’au cœur par une cuisson à environ 1000°C. À ce stade, on parle de chaux vive. Sous cette forme, la pierre devenue chaux vive est si sèche qu’elle absorbe toute trace d’humidité à son contact , y compris celle du corps humain, ce qui peut engendrer de graves irritations. En plongeant cette chaux vive dans de l’eau, se crée une réaction chimique et la chaux vive se transforme en une pâte très collante appelée chaux éteinte. C’est cette pâte que nous mélangeons au sable et à l’eau pour réaliser un mortier, on peut y ajouter de l’argile et des roches diverses pour en modifier les propriétés et duretés. Traditionnellement, entre deux parements de pierre ou de brique, un bain de mortier a souvent été coulé pour accueillir des pierres diverses qu’on appelle “le blocage”. C’est bien ce mortier composé de chaux, de sable et d’eau qui lie ces masses monolithiques entre-elles formant les solides murs qui nous parviennent des temps les plus anciens.


Une vidéo explicative sur la cuisson de la pierre pour en faire de la chaux vive, puis de la chaux éteinte sur le chantier du Château de Guédelon :


Petit à petit, le ciment est apparu et a remplacé la chaux dans le mortier. Cuite à beaucoup plus haute température (>1500°C) dans les fourneaux industriels faisant légion chez nous dès le début du XXème siècle, la pierre et l’argile devenues clinker, est ensuite broyée mécaniquement puis mélangée à d’autres résidus de déchets industriels brûlés. On obtient ce qu’on appelle du ciment. À la différence de la chaux, le ciment lorsqu’il a fait prise (lorsqu’il a été appliqué et séché) offre une dureté et une étanchéité très importantes. Son aspect gris rappelle la pierre de Portland et sa composition le rend résistant à l’érosion. Associé aux graviers et à quelques armatures métalliques, il devient ce qu’on appelle le béton armé. Produit d’un lourd procédé industriel, le ciment impose son monopole sur la chaux dans la construction domestique à partir de 1958, date d’une exposition universelle à Bruxelles où il est vendu comme le produit du futur.


Exposition Universelle de 1958 - Bruxelles

Photo : Auteur inconnu



LE CIMENT, SES AVANTAGES DEVENUS INCONVÉNIENTS



Appliqué à la place de la chaux pour sa résistance à l'érosion, son imperméabilité, sa prise plus rapide et sa dureté, le ciment est encore aujourd’hui vendu comme un produit incarnant la solidité et la pérennité. Seulement depuis quelques années, le recul sur son application massive, notamment en restauration du bâti ancien, nous fait tirer d’autres conclusions bien moins élogieuses.


La résistance à l’érosion : Appliqué comme colle et joint entre des briques et pierres moins résistantes que lui, l’érosion est alors concentrée et accélérée sur le matériau faible, qui est aussi le matériau principal. Les dégâts engendrés deviennent alors très difficiles à réparer.

1. Schéma d’un mur en pierres de parements et blocage en bain de mortier de chaux.

2. Schéma d’un rejointoiement au ciment.

3. Soumis à l'érosion, le joint de ciment plus dur que la pierre redirige toute l’usure sur la pierre.


L’imperméabilité : Empêchant l’eau de sortir du mur, l’eau se concentre dans les briques et les pierres souvent plus poreuses, en accélérant la dégradation de celles-ci. Très souvent le mortier de chaux d’origine liant le blocage à l’intérieur du mur se retrouve isolé de l'extérieur par un joint de ciment trop étanche. L’eau s'accumule alors dans le mur rejointoyé au ciment censé supprimer l’entretien des joints. Cet excès d’eau dissout le mortier de chaux du blocage qui peut alors se disloquer et entraîner des conséquences désastreuses pour la stabilité du bâtiment. Il en va de même pour tous les revêtements imperméables appliqués à ces maçonneries en extérieur et en intérieur : le plâtre, la peinture synthétique, des traitements hydrofuges etc… L’accumulation et l’excès d’eau contenu dans le mur peut aussi engendrer la pousse de végétation prenant racine dans le mur humide. En fonction de l’espèce présente, les conséquences peuvent-être dramatiques.


De plus, l’accumulation d’eau dans les matériaux due à l’imperméabilité du joint empêchant l’évacuation, ainsi que les cycles de gel/dégel dus aux variations de températures extérieures ont pour effet l'éclatement des pierres et des briques composant le mur ou peuvent rendre les briques farineuses.


Absorption et dissipation naturelle de l’eau :

1. Schéma d’un mur en pierres de parements et blocage en bain de mortier de chaux.

2. Le mur est quoi qu’il arrive soumis à l’eau, pénétrant sous forme de pluie ou de vapeur par infiltration, capillarité ou par la porosité naturelle.

3. L’excès d’eau s’évacue par les joints de mortier de chaux très poreux et prévus à cet effet.



Concentration et stagnation de l’eau dans le mur :


1. Le rejointoiement au ciment empêche cette évacuation et l’eau stagne plus longtemps dans le mur.

2. La stagnation excessive de l’eau dans le mur provoque la dissolution du mortier liant le blocage, puis l’expulsion des joints au ciment n’adhérant plus au mortier de chaux dissolu.

3. Accumulation d’eau dans les pierres fissurant après un cycle gel/dégel.

4. Apparition de mousses et de végétation dans la maçonnerie.


Sa dureté : Les bâtiments construits traditionnellement au mortier de chaux ayant toujours une souplesse naturelle, l’adjonction de ciment provoque systématiquement des fissurations à plus ou moins grande échelle. Le mortier de chaux est un liant flexible, et le bâtiment construit avec, automatiquement, l’est aussi. C’est par le mortier de pose et les joints, entre les éléments de brique et/ou de pierre que cette souplesse est permise. Ainsi le bâtiment peut se dilater, se rétracter voire s’incliner légèrement sans se fissurer. C’est aussi par ces joints, nous l’avons vu plus haut, que le mur peut respirer et évacuer l’excès d’humidité. Remplacer ces joints par du ciment dont la dureté est très élevée n’empêche pas nécessairement le bâtiment de bouger, alors le joint trop dur ne pouvant reprendre le mouvement, dans le meilleur des cas, saute, au pire, brise la pierre ou la brique. Il aura au passage retenu l’humidité dans le mur provoquant une dissolution de la chaux appliquée à l’origine. Si le ciment est appliqué au sein de la structure, en fondation béton ou en mortier pour une structure portante, il formera des points de dureté empêchant le bâtiment de bouger de manière régulière et donc, de lourdes fissurations dans le bâti ancien.



Décollement d'un rejointoiement fait au ciment à l'Abbaye de Villers la ville : nous retrouvons derrière, le mortier de chaux original, fragilisé et partiellement dissolu car gorgé de l'eau qui n'a pu s'évacuer à cause du ciment.



LA FIN DE L'UTOPIE D'UN MONDE "SANS ENTRETIEN"



“La conservation des monuments impose d’abord la permanence de son entretien.” Charte de Venise, 1964, Art. 4


Pourquoi utilise-t-on toujours le ciment et le béton aujourd’hui ? Si leurs qualités techniques se transforment souvent en défaut à long terme dans l’architecture traditionnelle, leur application présente des qualités qui répondent aux demandes de l’industrie de la construction. Je dis bien industrie car c’est uniquement dans ce contexte que la capacité du ciment à prendre rapidement et en toute saison s’avère utile. C’est aussi dans ce contexte industriel que la dureté et l’homogénéité du béton apporte la structure nécessaire à la création de logements en série.


Dans un monde où les artisans construisent en prenant compte les spécificités de chaque région, et de chaque personne, le ciment ayant démontré son incapacité à pérenniser l’existant (hormis quelques cas particuliers et ponctuels, comme en sous œuvre pour solidifier des fondations) n’a plus de sens. Si la promesse de ne plus entretenir les constructions initialement en chaux n’a pas été tenue, c’est la vision d’un monde de béton figé et sans entretien qu’il faut remettre en question.


(Vidéo : Expulsion d’un joint de ciment appliqué à un mur maçonné à la chaux, derrière, on imagine la concentration d’eau accumulée et la chaux dissolue.)



L'ÉCOLOGIE, L'HYGIÈNE ET LES PRÉJUGÉS



Matière d’origine artisanale et rustique, il est difficile de garantir la perfection de la chaux. Son aspect irrégulier (même s' il est de nouveau apprécié par les faiseurs de modes) ne correspond pas aux canons imposés par l’industrie du plâtre, de l’immobilier neuf et de l'architecture moderniste et contemporaine. La chaux répond cependant aux problématiques écologiques, nécessitant (pour la chaux aérienne, utilisée de manière commune en construction hors eau) pour sa prise (son séchage) d’absorber beaucoup de CO2. Environ la moitié du CO2 nécessaire à sa production (notamment lors de la cuisson de la pierre). Le bilan énergétique final est sans appel, en aucun cas comparable à celui de la production du ciment, un des acteurs majeurs de la pollution mondiale actuelle.


Cimenterie

Photo : © Ronan Brodvac


Des préjugés circulent que les matériaux naturels comme la chaux ne sont pas hygiéniques. En réalité, la capacité de la chaux à réguler l’humidité (en l’absorbant et la dissipant), son pouvoir isolant tant thermique que phonique et ses caractéristiques bactéricides connues depuis l’antiquité en font un produit assainissant. Surtout pour les pièces où l’humidité génère condensation et moisissures à la surface et à l’intérieur des parois.



LE RETOUR AU "TOUT À LA CHAUX"



Nombre de ces arguments sont favorables à un retour en force de la chaux comme matériau de base dans la construction domestique, traditionnelle, ancienne ou même neuve. Tant en mortier qu’en revêtement de finition, c’est un matériau compatible et sain dans l’entretien et la restauration du bâti ancien. Malheureusement , le monopole instauré par l’industrie cimentière depuis les années 1950 a fait de la chaux un matériau “oublié”. Les techniques de poses pourtant simples ont été délaissé par les maçons, entrepreneurs et architectes séduits par la facilité et le rendement du béton. De cet appât du gain, nous en payons les conséquences aujourd’hui, sur les innombrables bâtiments traités au ciment qui menacent de s'écrouler, et sur la perte d’un savoir-faire artisanal ancestral qui peine à faire son retour face à une industrie cimentière trop puissante. C’est alors par la redécouverte de ce matériau et la bonne volonté des commanditaires qu’il fera son retour tant chez les bâtisseurs professionnels qu’auprès du grand public.


Pour aller plus loins sur les conséquences de l’application du ciment sur les maçonneries du château d’Olly, une intéressante vidéo des Jéromes :


Merci pour votre attention ! N'hésitez pas à me poser vos question en commentaire.


Minh-Son



Experts consultés, Sources et Bibliographie :

• Pierre-Louis FRANCOIS

Architecte - Responsable PEB - Expert indépendant – Formateur AWAP - Formateur indépendant

Restauration, Conservation et Maintenance du patrimoine culturel immobilier - www.codear.be


• Jacques de Pierpont

Catalogues Techniques AWAP - La Chaux


• Techniques et pratique de la chaux - Ecole d’Avignon - Collection Blanche BTP

Editions Librairies Eyrolles





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