Le Livre de la Chaux : l’utilisation de la chaux en tant que liant pour mortiers

Le Livre de la Chaux a vu le jour à l’initiative du Service néerlandais pour la protection des monuments et sites. Il entend apporter une réponse aux lacunes en matière de connaissances que les Pays-Bas et la Flandre connaissent en matière de pratiques de restauration. L’intérêt grandissant pour la chaux a en effet entraîné un nombre croissant de questions émanant des professionnels de la restauration et de la rénovation de bâtiments. Un vaste groupe de travail a jeté les bases de cet ouvrage. En marge de représentants des entrepreneurs, ce groupe de travail englobait des architectes, chercheurs, conseillers et experts auprès des producteurs et des fournisseurs de chaux. Le présent ouvrage a été rédigé pour les chercheurs, responsables de la préservation des monuments, auteurs de projets, deviseurs, exécutants et sous-traitants ainsi que pour l’enseignement. Les informations utiles s’adressent au secteur de la rénovation et des nouvelles constructions.

Aperçu

Cette publication traite de l’application du mortier à chaux. De nos jours, pour la maçonnerie et le jointoyage, on utilise du mortier dans lequel le ciment portland est le seul ou le principal liant. Les mortiers de ciment remplacent de plus en plus les mortiers de chaux. Plusieurs raisons expliquent ce phénomène. La principale d’entre elles est peut-être qu’un mortier de ciment atteint nettement plus vite la résistance finale. Cela ne profite pas toujours à la durabilité. Actuellement, le mortier de chaux est redécouvert, notamment pour l’application dans le secteur de la restauration et de la rénovation. Cette application doit principalement être durable. Des applications historiques de mortier de chaux actuellement encore en bon état tendent à démontrer que le mortier de chaux, pour autant qu’il avait la bonne composition et était mis en œuvre de façon experte, peut être très durable. Cette publication traite de l’application du mortier de chaux pour maçonnerie et jointoyage. Elle a vu le jour en raison de l’appréciation des utilisateurs pour ce matériau.

La recette du mortier de chaux

Dans le cas du mortier de chaux, le liant se compose de chaux aérienne ou de chaux hydraulique. Cette chaux est obtenue par calcination et ensuite l’extinction de pierre calcaire ou de coquillages. Les pierres calcaires et les coquillages se composent en bonne partie de carbonate de calcium (CaCO3). Un mortier est obtenu en mélangeant un liant et des agrégats. Dans le cas d’un mortier de maçonnerie ou de jointoyage, il s’agit le plus souvent de sable. Le liant doit lier les grains de l’agrégat entre eux et aux briques. Parfois, l’on a recours à des adjuvants. La nature et les proportions de tous ces éléments sont déterminantes pour le processus de durcissement et les propriétés en cas de mise en œuvre et après le durcissement. Dans le 3ième chapitre les éléments constitutifs du mortier à chaux sont abordés. Le choix de la recette de mortier doit être opéré sur la base de l’application spécifique du mortier en question. La publication n’est pas un livre de recettes. La composition d’un mortier est affaire de spécialistes et doit dès lors être confiée à des technologues du mortier. Les entrepreneurs et les pareurs sont des spécialistes de l’exécution et c’est précisément là qu’ils doivent trouver leur force.

Durcissement

Le durcissement du mortier à chaux aérienne se résume dans le cycle de la chaux : le processus de pierre à pierre. Les blocs de pierre à chaux ou les coquillages (carbonate de calcium) sont transformés par combustion en oxyde de calcium. Par le biais d’une extinction à l’eau, cet oxyde de calcium réagit pour former de l’hydroxyde de calcium. Après traitement, apparaît à nouveau de la chaux pétrifiée : par la combinaison avec le gaz carbonique présent dans l’air, l’hydroxyde de calcium est transformé en carbonate de calcium. La boucle est ainsi bouclée. Hormis le calcaire, la chaux élaborée à partir de pierre calcaire (chaux en roche) se compose également de ce que l’on appelle des composants auxiliaires hydrauliques, en fonction de la composition minéralogique de la matière première. Ceux-ci réagissent avec l’eau et le calcaire pour former des gels durcissants. Ces gels assurent le durcissement primaire du liant. Au cas où de la chaux libre (hydroxyde de calcium) serait encore présente dans le mortier après ce durcissement primaire, un nouveau durcissement se produit encore après le durcissement primaire par la réaction de cet hydroxyde de calcium avec le gaz carbonique. Cette dernière réaction correspond donc avec le durcissement de la chaux aérienne. Cette chaux de roche se compose donc d’un mélange d’un composant hydraulique et de chaux aérienne. Le premier durcit relativement vite et lui aussi sous l’action de l’eau, la seconde durcit relativement lentement et uniquement lorsque le gaz carbonique présent dans l’air peut atteindre la chaux. C’est la mesure dans laquelle ces différents éléments sont présents qui détermine si la chaux est fortement ou peu hydraulique. En l’absence de composants (suffisamment) hydrauliques, de la pouzzolane peut être ajoutée à la pâte de chaux pour augmenter l’hydraulicité et la résistance finale du mortier de chaux. La chaux peut être durcie avec cette pouzzolane approximativement de la même manière que la chaux hydraulique.

Une longue histoire

Le chapitre 2 se penche principalement sur l’histoire de l’utilisation du mortier de chaux. L’application de la chaux pour la composition de mortier de construction connaît une histoire aussi longue que riche. Un chapitre préalable est consacré aux autres liants utilisés par le passé ou encore utilisés actuellement dans la composition du mortier.

Recherches

Le chapitre 5 s’ouvre sur un paragraphe consacré aux recherches. Lorsque le mortier de chaux historique est analysé, il appert qu’il se caractérisait autrefois par une grande diversité. Les différences ont principalement trait aux proportions entre le liant et le sable, le type de chaux utilisée (chaux aérienne ou chaux hydraulique) et à la présence ou à l’absence d’admixtion, sous la forme de trass par exemple. D’une part, ces différences s’expliquent par l’utilisation de zones d’extraction locales et régionales de matières premières (pierre calcaire, coquillages). Par ailleurs, les connaissances techniques en constante évolution au fil du temps jouent également un rôle. De ce fait, les compositions de mortiers ont pu être adaptées de mieux en mieux aux circonstances dans lesquelles et pour lesquelles le mortier était utilisé. Le chapitre 4 est consacré quant à lui aux influences environnementales et procure une meilleure compréhension de la désagrégation et de la dégradation ainsi que des propriétés y afférentes comme la durabilité. Ce chapitre constitue un fondement important pour la dernière partie du chapitre 5, consacré aux utilisations et à la composition du mortier de chaux. Il procure des exemples tirés de la pratique.

Connaissances actuelles

Le présent ouvrage entend dresser un aperçu des connaissances actuelles en la matière. Mieux on connaît le matériau, plus il sera utilisé.

Koenraad Van Balen, Président du comité de rédaction (+32 16 32 16 54) K. Van Balen, B. Van Bommel, R. Van Hees, M. Van Hunen, M. Van Rooden, K. Callebaut, R. Van Der Loos, et L. Van Der Klugt. Le livre de la chaux : l’utilisation de la chaux comme liant pour les mortiers de maçonnerie et de jointoyage hier et aujourd’hui. Rijksdienst van de Monumentenzorg, Zeist (NL), 2003. ISBN 90-72691-36-9

L’institut du Patrimoine de la région Wallonne envisage publier bientôt une traduction en français du « Kalkboek ».

Koenraad Van Balen,
Président du comité de rédaction
(+32 16 32 16 54)