LA CHAUX AÉRIENNE, UN ETAT DES LIEUX

La chaux aérienne, le matériau des origines

La chaux aérienne a été utilisée depuis des millénaires (1) par de nombreuses civilisations et sur tous les continents, avec de magnifiques témoignages en Syrie, en Egypte, en Chine, en Inde ou en Europe…

De l’antiquité jusqu’aux siècles derniers, les constructions sont réalisées à la chaux, pour toutes sortes d’ouvrages de maçonnage, d’enduisage et de finitions décoratives.  Ils restent une référence tant leur durabilité et leur valeur esthétique sont remarquables.

La chaux est issue de la pierre calcaire qui est un des minéraux les plus présent sur notre écorce terrestre. Employée selon différentes recettes en fonction des particularismes régionaux (culture, système constructif…), elle a su s’adapter aux projets des bâtisseurs – maison, cirque, arène, théâtre, pont, aqueduc, thermes, canalisations…en répondant à des contraintes de fonctionnalité spécifiques.

 

 

Son mode de fabrication n’a que peu évolué depuis ses origines jusqu’au 19è siècle.  Bien que recourant longtemps à un mode de production artisanal, le savoir faire des hommes de l’art  a permis de définir des modes opératoires propres à générer des matériaux de qualité.

Le principe de fabrication est toujours le même : cuisson dans un four dont les formes ne cesseront d’évoluer pour une meilleure maîtrise des températures, celles-ci étant de l’ordre de 750° C, sur plusieurs jours avec le bois comme combustible.. Cependant, du fait de la technologie simple de ces fours, les résultats des cuissons sont sujets à variations.

(1) « Les chaux utilisées par les bâtisseurs du monde antiques étaient systématiquement des chaux aériennes ». Cette remarque est extraite d’une étude sur les mortiers hydrauliques dans la Gaule Romaine, publiée dans la revue Archéométrie en 2004. A lire sur : https://www.persee.fr/doc/arsci_0399-1237_2004_num_28_1_1068#arsci_0399-1237_2004_num_28_1_T1_0136_0000

La décantation, incontournable processus d’élaboration de la chaux aérienne

Pour compenser cet état de fait qui influe sur la qualité du produit final, il a toujours été procédé à l’extinction de cette chaux vive en bac de décantation. Celle-ci est éteinte par immersion dans des bassins appropriés. Cette phase façonne la chaux par un phénomène de sédimentation qui va durer plusieurs mois selon la qualité souhaitée, et assure la constance de ses caractéristiques.

Sous l’action de l’eau, la chaux aérienne va se déliter puis sédimenter en différentes strates. La maturation en pâte va permettre de gommer les défauts de cuisson en

hydratant les surcuits et en laissant le temps aux incuits de sédimenter. Ce phénomène permet de trier la pâte de chaux aérienne en plusieurs qualités de caractéristiques différentes, dédiées à des ouvrages spécifiques. On aura ainsi en partie supérieure une chaux pour les finitions – eau forte, badigeon, stuc – à mi bassin, une chaux aérienne pour la confection d’enduits, et enfin en fond, une chaux aérienne pour les mortiers de montage.

La chaux aérienne et ses compléments

Un tel mode opératoire est possible du fait de la nature de la chaux qui fait sa prise à l’air, d’où le terme de chaux aérienne. Après la cuisson, l’eau est le deuxième élément fondamental de façonnage du matériau.

Par ailleurs, les contraintes de chantiers, de terrains ont amenés nos prédécesseurs à solutionner des problématiques de préparation et de fonctionnalités de mortiers en procédant par rajout de matériaux complémentaires pour obtenir des performances adaptées et viables. Ainsi l’emploi de pouzzolane ou de brique pilée, combinées à la

chaux aérienne a permis la création de mélanges présentant de meilleures résistances mécaniques, de meilleurs prises par réactions hydrauliques ou pouzzolaniques.

Bien sûr, ce type de fabrication requiert une planification du travail qui s’avère contraignante, tant pour la prévision des volumes de chaux à préparer pour une saison et non pas uniquement pour un chantier, que par les délais qu’impose la fabrication d’une chaux de qualité.

Une évolution pour de nouvelles exigences

Usine de fabrication de chaux
Usine de fabrication de chaux aérienne au 19è s.à Ampsin (Belgique) ; site historique Dumont-Wautier qui deviendra plus tard le groupe Lhoist.
Usine de Dugny France - 20è s. – Groupe Lhoist.
Usine de Dugny France - 20è s. – Groupe Lhoist.

Le passage de l’ère manufacturière à l’ère industrielle va induire de nouvelles  conditions économiques qui demanderont un changement des modes opératoires dans le domaine de la construction. Le développement des bâtiments industriels, d’habitations, d’ouvrages d’art, avec un rythme d’édification supérieur et une évolution morphologique exige davantage des matériaux de construction.

 

Les bâtisseurs demandent des temps chantiers plus courts, édifient des structures aux performances accrues et souhaitent par ailleurs une mise en œuvre où le savoir-faire serait plus accessible.

Ces nouvelles contraintes ne trouveront un début de réponse qu’à partir de la moitié du 18ème, quand John Sweaton mettra en évidence le rôle fondamental de l’argile en complément à la chaux aérienne aboutissant à la caractérisation de nouveaux matériaux dont la prise et les résistances mécaniques s’en trouvent renforcées.       .

C’est Louis Vicat qui à partir de 1812 confirmera cette voie et donnera corps à la théorie de l’hydraulicité des liants et donc naissance à la famille des chaux hydrauliques et plus tard, des ciments modernes. Ces découvertes se font simultanément dans d’autres pays européens.

Évolution des modes de fabrication

En attendant, la fabrication des liants va suivre une lente évolution et fournir au marché de la construction une variété de produits de recette, fruit de ces avancées. Les techniques de cuisson évoluent aussi grâce à l’utilisation du cocke qui autorise des températures supérieures (1000 à 1200 °C), et génère des produits dont la prise hydraulique est plus rapide.

Le savoir-faire des professionnels permet l’émergence de nouveaux produits

Le passage à l’ère industrielle, mise en avant de solutions hydrauliques

Sur le terrain, ces nouvelles possibilités permettent aux ouvriers cimentiers, (le mot ciment dérivé du latin signifie « lier ») dont la profession s’éteindra vers 1970, de formuler des mélanges spécifiques aux ouvrages à traiter : rejointoiement, chape, scellement de pierre…C’est le savoir-faire de ces hommes qui permettra par l’expérimentation de valider ces liants. Nombres d’exemples dominent encore nos rues : immeubles haussmanniens à Paris, immeubles à Marseille avec leurs « enduits marseillais » aux agrégats très spécifiques…

Toutefois, la mise au point sous forme de solutions industrielles ne se structure qu’au cours de la deuxième moitié du 19ème. Elle autorise, dès lors, l’évolution des modes de construction.

Ces matériaux permettent des prises beaucoup plus rapide avec des résistances en compression bien plus élevées que ne le permet la chaux aérienne, et sur des temps de prise plus courts.

Déqualification, le contrecoup de la seconde guerre mondiale

Malgré cela, c’est seulement à la première guerre mondiale que le monde du bâtiment changera du fait de la perte dramatique d’une main d’œuvre qualifiée. Phénomène accentué après la seconde guerre mondiale où le manque de logements après un conflit destructeur et la forte progression démographique nécessiteront des solutions techniques – qui laisseront de côté les savoirs faire transmis de génération en génération – pour bâtir dans des délais plus courts et avec des modes opératoires demandant moins de compétences à une main d’œuvre moins qualifiée.

Et ce jusque qu’à la fin des années 70, où la France se trouve momentanément suffisamment pourvue en logement.

La chaux aérienne au XXè s.
La chaux aérienne au XXè s.

Notre patrimoine architectural repositionné au cœur des enjeux économiques

À partir des années 80, l’orientation est prise de reconsidérer le devenir de notre patrimoine architectural comme un axe important de redéveloppement de notre activité économique, aussi bien en cœur de ville qu’en milieu rural.

Malheureusement, réintervenir sur le bâti ancien, comme cela a été fait par exemple dans des centres anciens, avec les matériaux hydrauliques d’utilisation courante à la fin du 20è s. génère très rapidement des pathologies qui posent problème et ne donnent pas satisfaction sur la durée. Il est facile de le constater.

L’hydraulique ne peut pas être la solution

Deux points importants sont à mettre en exergue. Notre patrimoine s’est constitué au fil du temps. Il présente des solutions constructives et des emplois de matériaux très divers. En conséquence, il s’avère simpliste de recourir à des solutions standardisées définies pour des modes de constructions propres aux matériaux modernes type bloc béton et béton.

Restaurer, réparer, réhabiliter…peu importe l’expression. Il ne s’agit pas de refaire un mur, son maçonnage, son enduit, mais d’employer des matériaux qui soient compatibles avec l’ancien et respectent son fonctionnement.

L’évolution technologique a permis la création de liants hydrauliques dont les performances ont été développées sur un nombre de critères restreints. Par exemple, les mortiers hydrauliques développent aujourd’hui de fortes résistances à la compression qui supplantent les résultats obtenus par des mortiers traditionnels. Mais justement, ce type de disparité créée des dysfonctionnements en mettant en présence sur un même bâti des solutions aux caractéristiques hétérogènes, voire incompatibles entre elles.

En restauration, ce critère de résistance à la compression n’est pas le plus important. Les dernières modélisations font apparaître que c’est le ratio traction/flexion qui devrait être pris en compte pour assurer les meilleurs résultats de fonctionnement des mortiers dans le bâti ancien.

Part de la chaux aérienne sur le marché bâtiment
Part de la chaux aérienne sur le marché bâtiment

La chaux aérienne comme vecteur de développement et de création de solutions innovantes

L’industrie de la chaux aérienne a accédé à l’ère industrielle en participant à la naissance de la sidérurgie et à son évolution. Elle a développé des outils et unités de production très performants. Les chaufourniers réinvestissent le domaine du bâtiment en proposant des chaux aériennes qui entrent dans la fabrication de produits modernes (béton cellulaire..) mais aussi des chaux spécifiquement élaborées pour  le bâti ancien…et neuf.

Car désormais, l’orientation du marché vers un bâti hygroperformant et thermoperformant offre à la chaux aérienne des perspectives toutes nouvelles de développement : bétons et mortiers de chanvre, béton et mortiers incluant des agrégats végétaux de manière plus générale pour des applications allant de la simple projection mécanique jusqu’à la préfabrication….

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