LE RÔLE DE LA CHAUX AÉRIENNE SUR LE COMPORTEMENT MÉCANIQUE DES MORTIERS

1. Quelles caractéristiques mécaniques prendre en compte ?

De nombreux auteurs ont démontré l’impact néfaste des produits très hydrauliques modernes tels que le ciment, en général, sur la restauration des matériaux anciens. En effet, la très faible perméance à la vapeur de ces produits est à l’origine de nombreuses pathologies, (voir les autres articles de « Pourquoi la chaux aérienne ?»).
Nous vous proposons ici de considérer un autre aspect des caractéristiques des liants que sont les caractéristiques mécaniques.

L’avènement des nouveaux matériaux très hydrauliques au XXe s. et leur utilisation intensive, notamment dans la reconstruction après la Première puis la Seconde Guerre Mondiale, a changé le mode de raisonnement quant à leur fonctionnement dans le bâtiment. La seule et principale caractéristique normative retenue des produits modernes du bâtiment s’est orientée vers la résistance en compression à 28 jours, qui alors constituait leur principal atout face aux mortiers traditionnels.

Notons qu’aujourd’hui encore, les liants ne sont identifiés principalement que par cette caractéristique.

2. Lorsque le mortier fait de la résistance

Or, tant il est vrai que pour un ouvrage de maçonnerie ou d’enduit, la résistance en compression doit avoir une valeur minimale pour supporter les efforts de structure, il est tout aussi vrai que le mortier doit également présenter des qualités de souplesse et d’adhérence que l’on n’évoque que très rarement.

Ce raisonnement découle d’une simplification abusive, considérant que la résistance en traction est proportionnelle à la résistance en compression. Cette proportionnalité est effectivement réelle pour les produits hydrauliques.

Il n’en n’est pas de même pour les mortiers traditionnels riches en chaux aérienne, comme nous pourrons le voir plus loin.

En d’autres termes, pour obtenir des résistances satisfaisantes en traction, les liants hydrauliques ont dû, par le biais des dosages, augmenter fortement la résistance en compression. Ce qui a pour effet néfaste d’obtenir un mortier rigide, au regard des éléments constitutifs du mur ou du support, n’acceptant, de fait, plus les moindres mouvements du mur ou du support.

Le résultat étant une forte tendance à la fissuration des mortiers et des enduits.

3. La souplesse synonyme de longévité pour le bâti ancien

La caractéristique mécanique principale d’un mortier, comme de tout autre matériau, s’exprime par un module (les spécialistes en résistance des matériaux l’appellent module d’élasticité ou module d’Young).

Plus ce module est élevé, plus le mortier sera rigide et donc aura tendance à résister aux mouvements, sans souplesse, jusqu’à ce qu’il fissure. Il est donc évident que les mortiers les plus adaptés aux bâtis anciens sont les mortiers dont les modules seront les plus bas.

Notons que seules les valeurs de module d’élasticité mesurées à long terme sont valables. En effet, le module d’élasticité évolue fortement dans la première année de fonctionnement.

L’homogénéité globale d’un ouvrage nécessite que le mortier de montage ou l’enduit soit, dans l’ensemble de ses caractéristiques mécaniques, le plus proche possible des éléments massifs qui constituent le mur ou le support.

Module d'élasticité de différents mortiers

4. Où il est prouvé que la chaux aérienne et le développement durable avancent ensemble

Essai en traction d'un mortier de chaux aérienne
Essai en traction d'un mortier de chaux aérienne
Rupture de l'éprouvette et mesure du résultat de la tenue en traction
Rupture de l'éprouvette et mesure du résultat de la tenue en traction
Essai de résistance en compression d'un mortier
Essai de résistance en compression d'un mortier

Méthode de mesure des résistances en traction et en compression d’un mortier.

Influence de la teneur en chaux aérienne

Influence de la teneur en chaux aérienne dans un mortier bâtard.

On observe que plus la teneur en chaux augmente plus la résistance en flexion augmente et plus la résistance en compression diminue.

Ces éléments indiquent donc bien l’action de la chaux aérienne sur la souplesse d’un mortier et sur sa faculté à s’adapter aux supports.

Si pendant plus d’un siècle et demi, les mortiers bâtards comprenant une part de matériaux légèrement hydrauliques ont fait leur preuve dans la longévité des ouvrages, c’est à travers leurs qualités de souplesse exprimée par le module d’élasticité dynamique à long terme. Cette qualité est garantie, comme nous avons pu le démontrer, par une teneur en chaux aérienne suffisante, de l’ordre de 50%  du liant total.

Daniel Daviller, directeur général délégué de BCB
Bernard Petit, ingénieur matériaux

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