Atération Pierres

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LES PRINCIPAUX FACTEURS D'ALTERATION DES PIERRES A BATIR ralogiques et pétrographiques, leur résistance aux inteIJ péries (2). Un second groupe s'intéresse à toutes les influences à tous les facteurs d'altération de la pierre. En alI mand, on s'est accoutumé à les résumer sous terme de « Verwitterung » et en anglais sous celui c « weathering », quoiqu'ils ne se bornent pas al influences des intempéries. A ma connaissance, il n a pas en français de synonyme exprimant la relatic avec les intempéries; on y parle seulement d'une alt ration, d'une détérioration ou d'une désagrégation. ( a souvent comparé l'altération des matériaux avec ] maladies humaines suivant un processus fertile en idét Voici trente-cinq ans, j'ai eu l'occasion de résumer les problèmes principaux de la désagrégation des pieues de construction à la réunion de l'Office international des Musées à Athènes. Les résultats de mes recherches ont été publiés en 1932 dans un manuel relativement détaillé et depuis, en une douzaine d'articles parus dans les périodiques spécialisés. Ce m'est à la fois un hon- neur et un plaisir de pouvoir aujourd'hui faire un nouveau tour d'horizon des questions posées par l'alté- ration des pieues à bâtir (1). Les études sur l'altération des pieues à bâtir se divisent d'elles-mêmes en deux groupes: un premier concerne la qualité des roches et, suivant leurs caractères miné- (2) BmLIOGRAPHIE. Depuis quarante ans, de fort no breuses publications ont traité des caractéristiques de certai types de pierre et de leur altération. Je complète ici la li: donnée dans mon ouvrage de 1932 par des exemples n exhaustifs; ces études sont citées pour autant qu'elles abord( les problèmes d'altération de la pierre; elles ne comprenru donc pas celles qui sont consacrées aux roches pour la COI truction des routes : Allemagne BEEOER H.D., PRESCHER H. et QUELLMALZ W., G. logisch-mineralogische Untersuchungen der Sandsteine " Zemente an der Goldenen Pforte am Dom zu Freiber, « Staatl. Mus. Minerai. Oeol. » Dresde, 1962, p. 69-114; FRAr M., Die natürlichen Bausteine und Gesteins-Baustoffe Wi. tembergs, Stuttgart, 1944; KNETSCH O., Geologie am Kou Dom, « Oeologische Rundschau», nO 40, Stuttgart, 1952, p. 13; HOPPE W., Die technische Untersuchung und Beurteih der Bausteine, « Zs. f. prakt. Oeol. », t. 48, Halle/Saale, 19 p. 25-34, 43-47 et 49-59; HOPPE W., Die Natursteinvorkomn der Deutschen Demokratischen Republik, « Zeitschrift für gewandte Oeologie », vol. 8, Berlin, 1963; KELLER O., JI witterungserscheinungen an Sandsteinen des Oberkarbons I die Verwendung der oberkarbonischen Ruhrsandsteine ais B steine, « Oeologie und Bauwesen », vol. 3, Vienne, 19 LEMKE E., Dunkle, polierbare Gesteine des Odenwal, « Zeitschrift für praktische Oeologie », t. 48, Halle/Saale, 19 LEMKE E., Dunkle, polierbare Gesteine des BayeriscJ Waldes, « Zeitschrift für praktische Oeologie », t. 49, Halle/Sa; 1941; SICKENBERO O., Steine und Erden, « Oeologie und gerstiiUenNiedersachsens », vol. 5, Brême-Horn, 1951; STOlS Schalenverwitteru~g am Marmor, « Oeologie und Bauwese t. 5, Vienne, 1935:p:-2S6=269. (1) Au cours d'une conférence sommaire à Bruxelles le 25 fé- vrier 1966, je fus obligé de me limiter à la discussion des problèmes majeurs; j'ai suivi à cette occasion le plan de mon livre: Zerstorungen an Steinbauten, ihre Ursachen und ihre Abwehr (1932). Car il n'y a pas eu de publication d'ensemble sur le sujet depuis une trentaine d'années, mais seulement des études spéciales. Ci-après seront ajoutés les travaux bibliogra- phiques que je connais et qui me semblent les plus valables; à cet Çgard, il convient de souligner aussitôt la parution, en même temps que mon livre et indépendamment de lui, du travail de R.I. SCHAFFER du « Building Research Station » de Garston near Watford : The Weatherjng of Natura[ Bui[dings Stones, Londres, 1932 (vol. 18 des « Building Research Special Reports » ); l'interprétation des phénomènes essentiels y est sem- blable à la mienne. Des publications récentes sont à signaler: BOURCART I., NOETZLIN I., POÇHON I., BERTHELIER S., Etude des détériorations des pierres des monuments historiques, « Ann. I.T.B.T.P. », nO 7, Paris, 1949; CAMERMAN C., Les pierres nature/les de construction, « Ann. d. travaux publics de Bel- gique », no 4, Gand, 1961; GALLE H., Verwendung und Be- wiihrung von Natursteinen an Bauwerken Leipzigs, « Wiss. Zeitschr. der Hochschule für Bauwesen », vol. 2, Cottbus" 1958/59, p. 133-146; HONEYBORNE D.B., HARRIS P,B., The structure of porous bui[ding stone and its re[ation to weathering behaviour, « Proc. lOth Symposium of Colston Research So- ciety », Londres, 1958, p. 343-365; KAUFMANN I., Corrosion et protection des pierres ca[caires des monuments, « Corrosion et Anticorrosion », no 8, Paris (?), 1960, p. 87-95; RATHGEN Fr., KOCH I., Verwitterung und Erha[tung von Werksteinen. Beitriige zur Frage der Steinschutzmittel, Berlin, 1934; SCHAF- FER R.I., Stone as a building material. The weathering, pre- servation and restauration of stone buildings, « Roy. Soc. Arts I. », nO 103, Londres, 1955; p. 837 sv.; SEIPP H., Die abge- kürzt~ Wetterbestiindigkeitsprobe der Bausieine, nebst An[ei- tung zur praktischen Wetterbes!iindigkeiis- Wertbestimmung von Bausteinen, Munich, 1937; STOlS A., Verwitterung und Steinschutz, « Deutscher Marmorverband », Munich, 1956; STROMBERG A.G.B., Vittrings$kader pa bygntidsmaterial, <! Byggmiisteren », vol. 43-3, Oslo, 1964. Amérique du !"ord KIERSCH G.A., Minerai Resources Navajo-Hopi Indian servations Arizona-Utah, « Nonmetallic Minerai Universit' Arizona », vol. 2, Tucson, 1955.

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  • LES PRINCIPAUX FACTEURS D'ALTERATION DES PIERRES A BATIR

    ralogiques et ptrographiques, leur rsistance aux inteIJpries (2).Un second groupe s'intresse toutes les influences tous les facteurs d'altration de la pierre. En alImand, on s'est accoutum les rsumer sousterme de Verwitterung et en anglais sous celui c weathering , quoiqu'ils ne se bornent pas alinfluences des intempries. A ma connaissance, il na pas en franais de synonyme exprimant la relaticavec les intempries; on y parle seulement d'une altration, d'une dtrioration ou d'une dsagrgation. (a souvent compar l'altration des matriaux avec ]maladies humaines suivant un processus fertile en idt

    Voici trente-cinq ans, j'ai eu l'occasion de rsumer lesproblmes principaux de la dsagrgation des pieuesde construction la runion de l'Office internationaldes Muses Athnes. Les rsultats de mes recherchesont t publis en 1932 dans un manuel relativementdtaill et depuis, en une douzaine d'articles parus dansles priodiques spcialiss. Ce m'est la fois un hon-neur et un plaisir de pouvoir aujourd'hui faire unnouveau tour d'horizon des questions poses par l'alt-ration des pieues btir (1).Les tudes sur l'altration des pieues btir se divisentd'elles-mmes en deux groupes: un premier concernela qualit des roches et, suivant leurs caractres min-

    (2) BmLIOGRAPHIE. Depuis quarante ans, de fort nobreuses publications ont trait des caractristiques de certaitypes de pierre et de leur altration. Je complte ici la li:donne dans mon ouvrage de 1932 par des exemples nexhaustifs; ces tudes sont cites pour autant qu'elles abord(les problmes d'altration de la pierre; elles ne comprenrudonc pas celles qui sont consacres aux roches pour la COItruction des routes :

    AllemagneBEEOER H.D., PRESCHER H. et QUELLMALZ W., G.logisch-mineralogische Untersuchungen der Sandsteine "Zemente an der Goldenen Pforte am Dom zu Freiber, Staatl. Mus. Minerai. Oeol. Dresde, 1962, p. 69-114; FRArM., Die natrlichen Bausteine und Gesteins-Baustoffe Wi.tembergs, Stuttgart, 1944; KNETSCH O., Geologie am KouDom, Oeologische Rundschau , nO 40, Stuttgart, 1952, p.13; HOPPE W., Die technische Untersuchung und Beurteihder Bausteine, Zs. f. prakt. Oeol. , t. 48, Halle/Saale, 19p. 25-34, 43-47 et 49-59; HOPPE W., Die Natursteinvorkomnder Deutschen Demokratischen Republik, Zeitschrift frgewandte Oeologie , vol. 8, Berlin, 1963; KELLER O., JIwitterungserscheinungen an Sandsteinen des Oberkarbons Idie Verwendung der oberkarbonischen Ruhrsandsteine ais Bsteine, Oeologie und Bauwesen , vol. 3, Vienne, 19LEMKE E., Dunkle, polierbare Gesteine des Odenwal, Zeitschrift fr praktische Oeologie , t. 48, Halle/Saale, 19LEMKE E., Dunkle, polierbare Gesteine des BayeriscJWaldes, Zeitschrift fr praktische Oeologie , t. 49, Halle/Sa;1941; SICKENBERO O., Steine und Erden, Oeologie undgerstiiUen Niedersachsens , vol. 5, Brme-Horn, 1951; STOlSSchalenverwitteru~g am Marmor, Oeologie und Bauweset. 5, Vienne, 1935:p:-2S6=269.

    (1) Au cours d'une confrence sommaire Bruxelles le 25 f-vrier 1966, je fus oblig de me limiter la discussion desproblmes majeurs; j'ai suivi cette occasion le plan de monlivre: Zerstorungen an Steinbauten, ihre Ursachen und ihreAbwehr (1932). Car il n'y a pas eu de publication d'ensemblesur le sujet depuis une trentaine d'annes, mais seulement destudes spciales. Ci-aprs seront ajouts les travaux bibliogra-phiques que je connais et qui me semblent les plus valables; cet gard, il convient de souligner aussitt la parution, enmme temps que mon livre et indpendamment de lui, dutravail de R.I. SCHAFFER du Building Research Station de Garston near Watford : The Weatherjng of Natura[ Bui[dingsStones, Londres, 1932 (vol. 18 des Building Research SpecialReports ); l'interprtation des phnomnes essentiels y est sem-blable la mienne.Des publications rcentes sont signaler: BOURCART I.,NOETZLIN I., POHON I., BERTHELIER S., Etude desdtriorations des pierres des monuments historiques, Ann.I.T.B.T.P. , nO 7, Paris, 1949; CAMERMAN C., Les pierresnature/les de construction, Ann. d. travaux publics de Bel-gique , no 4, Gand, 1961; GALLE H., Verwendung und Be-wiihrung von Natursteinen an Bauwerken Leipzigs, Wiss.Zeitschr. der Hochschule fr Bauwesen , vol. 2, Cottbus"1958/59, p. 133-146; HONEYBORNE D.B., HARRIS P,B., Thestructure of porous bui[ding stone and its re[ation to weatheringbehaviour, Proc. lOth Symposium of Colston Research So-ciety , Londres, 1958, p. 343-365; KAUFMANN I., Corrosionet protection des pierres ca[caires des monuments, Corrosionet Anticorrosion , no 8, Paris (?), 1960, p. 87-95; RATHGENFr., KOCH I., Verwitterung und Erha[tung von Werksteinen.Beitriige zur Frage der Steinschutzmittel, Berlin, 1934; SCHAF-FER R.I., Stone as a building material. The weathering, pre-servation and restauration of stone buildings, Roy. Soc. ArtsI. , nO 103, Londres, 1955; p. 837 sv.; SEIPP H., Die abge-krzt~ Wetterbestiindigkeitsprobe der Bausieine, nebst An[ei-tung zur praktischen Wetterbes!iindigkeiis- Wertbestimmung vonBausteinen, Munich, 1937; STOlS A., Verwitterung undSteinschutz, Deutscher Marmorverband , Munich, 1956;STROMBERG A.G.B., Vittrings$kader pa bygntidsmaterial,

    Amrique du !"ord

    KIERSCH G.A., Minerai Resources Navajo-Hopi Indianservations Arizona-Utah, Nonmetallic Minerai Universit'Arizona , vol. 2, Tucson, 1955.

  • La pierre elle-mme est quelquefois merveilleusementconserve malgr son haut ge et la svrit du climat(fig. 1). Parfois, les dommages se limitent videmment quelques blocs seulement, les autres se trouvant encoredans un tat assez satisfaisant dans les mmes condi-tions (fig. 2). Or, ces pierres viennent sans nul doutede la mme carrire: de qualit diffrente malgr lamme provenance, elles mettent en garde contre desgnralisations prmatures.Les diffrences dans les roches peuvent tre ptrogra-phiques l'origine. Entre les meilleurs bancs de calcairepar exemple s'intercalent fort souvent des bancs mar-neux qui n'ont pas une rsistance suffisante aux intem-pries. Aussi bien, pour la construction de la grande Votivkirche nogothique de 1856-1879 Vienne,avait-on choisi comme le meilleur possible le calcairemiocne de W6llensdorf (Basse-Autriche); mais en coursd'exploitation on n'avait pas vit les bancs marneuxet les avait employs comme les calcaires purs. Cesont les calcaires marneux seulement qui ont subi degros dgts.Les ingalits des roches peuvent aussi tre secondaires,rsultant de pressions tectoniques tout fait locales,ou d'une dsagrgation dj commence jusqu' uncertain point, etc. Il y a toujours dans les plus bellesFig. 1 Dtail de la crypte de Gurk en Carinthie (vers 1160).

    AngleterreThe Weathering, Preservation and Maintenance of NaturalStone Masonry, Buildings Research Station Digest , nos 20et 21, Londres, 1950; Building Research Congress 1951. Recordon discussion, Londres, 1951; BURGESS S.G. et SCHAFFERR.J., Cleopatra's Needle, Chemistry and Industry , nOS 1026-1029, Londres, 1952.

    AustralieBROWN G. et BOLTE H. E., Victorian Building Stones,Melbourne, 1949.

    AutricheHAUSER A. et URREGG H., Die Bautechnisch nutzbarenGesteine Steiermarks, Technische Hochschule Graz , vol. 10,Graz, 1948-1951; KIESLINGER A., Verwitterungsercheinungenan Bausteinen, Mitteil. Geogr. Ges. Wien , t. 75, Vienne,1933, p. 364-372; ID., Verwitterungsstudien in der neu erschlos-senen Gru/t der Augustinerkirche in Wien, Die Denkmal-pflege , Vienne, 1933, p. 58-60; ID., Ein Beitrag zur Marmor-verwitterung. Erneuerungen am Wiener Postsparkassengebiiude, Osterr. Bauzeitung , t. 9, Vienne 1933, p. 269 sv.; ID., Nou-velles tudes sur la dsagrgation des pierres btir, Mou-se ion , t. 20, Paris, 1933, p. 26-32; ID., Gesteinsk,undlicheUntersuchungen an alten Grabsteinen, Geologie und Bau-wesen , t. 6, Vienne, 1934, p. 1.21; ID., Die Grnschiefer vonMittelkiirnten ais Baustein, Carinthia Il , t. 126, Klagenfurt,1936, p. 1-10; ID., Verwitterungsstudien in Innsbruck, Geo-logie und Bauwesen , t. 9, Vienne, 1937, p. 18-26; ID., DerSerpentin von der ludenbrcke {Molltal, Kiirnten) und seineVerwitterung, Zentralbl. L Mineralogie , Stuttgart, 1937; ID.,

    Die Steine von St. Stephan, Vienne, 1949; m., Die nutzbarenGesteine Kiirntens, Klagenfurt, 1956; m., Die nutzbaren Ge-steine Salzburgs, Salzburg, 1964.

    BelgiqueX., Le petit granit. Fiche Technique (Centre scientifique et tech-nique de la construction), Notes d'information technique ,nO 55, Bruxelles, 1947; CAMERMAN C., Un aspect de lacollaboration du chimiste l'activit de l'ingnieur civil desconstructions. La dfense contre les mfaits de l'ion SO., Bul-letin du Centre d'Etudes, de Recherches et d'Essais scienti-fiques , nO 4, Bruxelles, 1949; m., Les pierres naturelles deconstruction, Annales des Travaux Publics de Belgique , no 4,Gand, 1960/61; DETHYE F., Le marbre noir de Mazy-Golzinnes, Rev. Matr. Constroc. , no 274, 1932, p. 49-51;DUMON P., Note sur les marbres ro~ges en Belgique, Publi-cations de l'Association des Ingnieurs de la Facult Polytech-nique de Mons , fasc. 3, 1957; m., La gologie des carrires, Revue mensuelle Le Mausole , GivorslRhone (v. 1962);PICKEL W., Marmor in Belgien, Marmor , Berlin, 1941.

    DanemarkKIESLINGER A., Die nutzbaren Gesteine Diinemarks, Stein-broch und Sandgrube , t. 55, Berlin, 1962, p. 210-218; NORRE.GAARD E.M., Naturlige Bygningssten anvendt in KobenhavensNyere Bygninger, Meddelelser fra Dansk Geologisk Forening ,t. 813, Copenhagen, 1933.

    FranceCHARIN V., Les marbres franais, Mines, Carrires , t. 12,nO 133, Paris (?), 1933.

  • carrires des parties moins bonnes qu'il faut liminerpour les travaux difficiles. L'examen microscopiquedonne les informations essentielles. Il est complt pardiverses preuves chimiques, par la dtermination de laporosit, etc. Ou encore par des essais mcaniques, parexemple l'essai compar de rsistance au gel: change-ment ventuel de la rsistance la compression en tatsec et en tat congel vingt-cinq fois; on a galementtent d'imiter l'action du gel en faisant cristalliser dessolutions de certains sels. Le plus souvent, ces examensde laboratoire font dcouvrir les causes internes desproprits d'une roche et de sa rsistance aux intem-pries. Ils autorisent une prognose assez exacte. Mais

    -US:ie suffisent pas toujours naturellement. On a dcid,spcialement en Allemagne (Rathgenkoch) et en Angle-terre (Building Research Board), l'exposition de petitschantillons isols en plein air pendant quelquesannes; au total, les observations qu'on en tira furentassez pauvres. Car la raction des chantillons n'estpas, mon avis, comparable la situation sur le bti-ment mme. L'emplacement spcial des pierres dansles murs, avec les diffrences de temprature et d'hu-midit l'extrieur et l'intrieur, sous l'influence dumouvement de l'humidit dans les parois, pour ainsidire dans leur fonction vivante, est tout fait diff-rente (fig. 3). Fig. 2. -Dtail de la tour de l'glise de Maria Stiegen Vienne.

    PologneKRUGER K., JUNGST H. et STOCKE K., Die lechnischeBewerlung der Nalursleine des ehemaligen Polen, 2e d., Berlin,1943.

    SudeHAGERMAN Tor H., Om Svenska Bergarter och deras Prov-ning for Konstruktionsiindamal, Staten Provningsanstalt Med-delande , no 85, Stockholm, 1943.

    SuisseEBERLE G., Tessiner Gneis, Natur u. Volk. Ber. d. Sencken-bergischen Naturforsch. Ges. , t. 88, Francfort/M., 1958,p. 69-74; QUERVAIN F. de et GSCHW1ND M., Die nutzbarenGesteine der Schweiz, 2e d., Berne, 1949; QUERVAIN F. deet JENNY V., Verhalten der Bausteine gegen Witterungsein-flsse in der Schweiz, Beitriige zur Geologie der Schweiz.Geotechnische Serie , nO 30, Berne, 1951.

    GrceMARINOS G.F., Notes on the structure of Greek Marble, American Journal of Science , t. 246, 1948, p. 386-389.

    HongrieFOLDV ARY A., A piszkei vorosmtJrvany idotJII6sga (La duredes marbres de Piszke), Technika , t. 33, Budapest, 1933.IsralSHADMON A., Marbles in Israel, Ministry of Developmeni,Jrusalem, 1965.

    ItalieATZENI F., Le Cave di Marmo di Lasa nella Val Venosta(Bolzano ), Relazione sul Servizio Minerario nell'anno1933 , Ministero delle Corporazioni, Rome, 1935; BUONA-PANE A., Risultati di alcune prove su materiali da costruzionedella provincia di Avellino, Ricerca Scientifica , t. 24, nO 10,Rome, 1954; KOLL L., Laaser Marmor, Gewinnung und Ver-wertung, Tiroler Wirtschaftsstudien , nO 19, Innsbruck, 1964;MANFREDINI M., Materiali naturali litoidi da costruzionedella provincia di Rieti, L'industria Mineraria , Faenza, 1954;MONTALDO P., I graniti della Sardegna. Studio morfotetto-ttico e caratteristiche techniche, Cagliari, 1962; PENTA F., Imateriali da costruzioni dell'ltalie meridioflale, 2 vol., Naples,1935; ill., 1 materiali da costruzione del Lazio, Consiglio Nazio-~ale delle Ricerca Scientitica, Roma, 1956; RODOLICO Fr., Lepietre delle citt d'Italia, Florence, 1952; SEIPP H., Der Mar-mor vonLaas (Lasa) im Vintschgau (Sdtirol) und die Marmor-werke der Societ Anonima Lasa per I'lndustria del Marmo , Geologie und Bauwesen , t. 8, Vienne, 1936, p; 75-95.

    TchcoslovaquieZARUBA O., Hospodtlrne vyuziti mramorovych lom u Vrch-labi a Slivence (Economic utilization of Czech marble quarries),Publications from the Faculty of Civil Engineering, Prague,1949.

    TurquieSAYAR M. et ERGUVANLI K., Trkiye Mermelei ve lnsaatTaslari (Marbres et roches sdimentaires de la Turquie), Istan-bou!, 1955.

    ~~

  • L'tude du conditionnement des pierres l'intrieur desmurs d'un ancien btiment fournit une exprience quela nature a commence depuis longtemps dj et dontil faut analyser les effets ventuels pour l'altrationdu ffi!ltriau.La seconde partie s'occupe des divers facteurs qui pro-voquent l'altration. Il est vident que divers facteursse lient le plus souvent un syndrome, qu'ils inter-frent et qu'ils se conjuguent les uns aux autres.

    1 L'HUMIDITE DANS LES BATIMENTSL 'humidit, dans les aspects varis de son apparition,est l'ennemi numro un de tous les matriaux et detoutes les constructions. Elle produit des altrationschimiques autant que physiques. Il existe plusieurssources et plusieurs sortes d'humidit, aux consquencestrs diffrentes. Il faut apprendre les distinguer pourtablir un diagnostic correct qui permettra de prendreles mesures indispensables ou de proposer des remdesjustes et efficaces (3).

    Fig. 3. -Exposition d'chantillons ou exposure tests" dansun institut spcialis.

    a) Humidit de carrireDans la roche, en carrire, les intergranulaires d'unepierre ou pores sont remplis d'une humidit origi-nelle qui s'appelle ordinairement humidit de carrire (Bruchfeuchte). Dans cet tat d'humidit, quelques blocsde pierres sont en danger de gel et ne doivent pas tremis en plein air avant d'avoir atteint un certain degrde scheresse. Indpendamment de cette humidit ori-ginelle se rencontrent aussi des cas d'humidit secon-daire, savoir d'une 4umidit acquise plus tard. Fauted'isolation, une pierre dj sche peut tre nouveaupntre par l'eau ascendante et tre ensuite victimedu gel (fig. 4).

    b) Humidit de la pluie et de la brumeL'effet le plus simple en est une corrosion chimiquesur les pierres assez solubles, pratiquement sur les cal-caires polis ou marbres des tailleurs de pierre. Laperte du poli s'ajoute une perte de couleur; le marbredevient aveugle (effet de verre dpoli ou Mattscheiben-wirtung ) (fig. 5).Mais un effet beaucoup plus important est celui de lapriodicit des pluies. Il existe un changement continueld'humidit et de scheresse, que j'ai nomm le rythmede l'humidit : ce rythme est une des causes princi-pales de la formation de crotes comme on le verraplus loin.

    c) L 'humidit montante du solDans les murs toujours poreux et sans isolation horizon-tale, 1 'humidit du sol, enrichie par des sels solubles,monte par capillarit, quelquefois aussi par diffusion,jusqu' une certaine hauteur dont on parlera plus tard(fig. 6). L 'humidit quitte ensuite le mur par vapo-ration, mais les sels solubles s'accumulent et vont cris-talliser dans les parties les plus hautes de la zoned'imprgnation.Il y a plusieurs sels dans le sol; la plupart d'entre euxsont des sulfates. A cause de son hygroscopicit parti-culire, le sulfate de magnsium supplante les autres etse rencontre dans les efflorescences des murs humides ;en fait, il est presque toujours confondu avec le salptre.Ces sels cristallisants provoquent une acclration trsnotable du dveloppement des crotes en toutes sortesde pierres, mme dans les silicates, par exemple dansle granit (fig. 7).La question la plus intressante et non la moins impor-tante pour les mesures de protection, est celle de lahauteur de l'ascension. Nous avons trouv la loi sui-vante: l'humidit monte jusqu' une hauteur telle quela surface trempe soit assez grande pour que l'humiditvenant du bas puisse s'vaporer. La surface humide aconsquemment toujours dans un cas particulier lamme hauteur relative. Si cette surface est couvertepaf un enduit impermable, quel qu'il soit, l'humiditest oblige de monter plus haut pour atteindre une

    (3) Voir en outre: EGNER K., Feuchtigkeitsdurchgang undWasserdampfkondensation in Bauten, Forsch. u. Fortsch. imBauwesen , srie C, nO I, Stuttgart, 1950; FLUGGE R., Feuch-tigkeit imHochbau, Halle/Saale, 1931; KIESLINGER A., Feuch-tigkeitsschiiden an Bauwerken, Zement und Beton , nO 9,Vienne, 1957.

  • Fig. 4. -Bassin de fontaine en calcaire o le gel a fait claterdes morcea\lX de la pierre retrempe durant quelques annes.

    pais sont btis en pierre taille, on ne peut souventpas installer d'isolation. Mais on peut y faire descendrela hauteur de la surface d'vaporation par une fossecreuse au pied des murailles (fig. 10).Par ailleurs, les mthodes d'asschement intrieur desmurs humides sont extrmement nombreuses. L'uned'elles, celle de l'ingnieur belge A. Knapen, eut unegrande popularit au commencement de notre sicle,fut ensuite oublie, puis a retrouv un emploi nouveaudepuis deux ans. Son principe consiste en l'applicationde siphons , c'est--dire de tubes de terre cuite trsporeuse, dans des perforations obliques montant del'extrieur des murs. Ces siphons travaillent comme undrain; ils attirent l'humidit de leur environnement.Dans le vide des tubes se fait une vaporation qui faitbaisser la temprature: l'air devenu un peu plus pesants'chappe alors du siphon. On a erronment imput Knapen la fausse opinion qu'il tenait l'air humide pourplus pesant que l'air sec. En vrit, dans ses publicationsoriginales, Knapen a expressment interprt l'augmen-tation du poids de l'air humide par la rfrigrationproduite par l'vaporation. Malheureusement, les siphonsde Knapen ont une fonction limite dans le temps,parce que les pores des tubes se remplissent au boutde quelques annes de sels cristallisants.Il est impossible de traiter ici des autres systmes d'as-schement. I e me borne souligner que les systmespar osmose lectrique semblent avoir des chances derussite. Je ne puis davantage aborder ici les autresformes d'humidit dans les btiments, entre autres cellesde l'humidit par condensation. Il est indispensable entout cas de dfinir un juste diagnostic avant d'essayerune thrapeutique.

    Fig. 5. -Volutes de marbres polies et dpolies.

    2. FORMATION DE CROUTES(MALADIES EN PLAQUES)

    La formation de crotes ou maladie en plaques, commeKrumbein et Pochon notamment l'ont appele, ou {{ cal-cin comme on dit en France et en Belgique, est sansdoute le problme central de l'altration des pierres.Les uns la tiennent pour une maladie trs dangereuse,pour ne pas dire vitale; les autres sont d'avis que le{< calcin est un phnomne d'autoprotection, au moinschez les calcaires (voir C. Camerman, 1961, p. 13).De cette dualit d'interprtation dpend le sort de laconservation des monuments, spcialement de la ques-tion d'admettre ou non l'emploi des enduits prser-vatifs, des Steinschutzmiftel, des imprgnations, despeinturages, etc. (4).

    Fig. 6. -Faade d.une glise baroque de Vienne.

    surface qui autorise son vaporation. Dans nos villes,mains exemples rvlent qu'on a voulu supprimer l'hu-midit par l'application d'un enduit impermable, etqu'on a donc prtendu le contraire (fig. 8 et 9).L'assainissement et l'asschement sont aussi difficilesque dispendieux. La seule solution sre est le sciagehorizontal des murs et l'intervention d'une isolationefficace. Dans les btiments historiques. dont les murs

    (4) Supplment partiel de bibliographie depuis 1931-1932 :CAMERMAN C., Les pierres nature/les de construction, An-nales des travaux publics de Belgique ~, nO 4, Gand, 1961;KIESLINGER A., Krustenbildung an Bausteinen, Bauten-schutz ~, t. 2, Berlin, 1931, p. 25-29; ID., Die BautechnischeBedeutung der Krustenbildung, Ibid., p. 97-100; ID., Behebungund Verhi:tung der Krustenbildung an Bausteinen, Bauten-

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  • Fig. 7. -Vienne, St-Antoine. Formation de plaques sur unescalier de granit.

    Fig. 8. -Humidit souleve par la prsence d'un escalierjointif.

    Examinons le dveloppement de cette maladie traversun calcaire ou un grs ciment calcaire. Les eaux depluie pntrent dans la pierre; elles y dissolvent le car-bonate de chaux. En retournant l'air libre par va-poration, l'eau laisse derrire elle les matriaux dissouts,c'est--dire le carbonate ou le sulfate de chaux. Il enrsulte un amas de ces substances dans les parties ext-rieures de la pierre. Ainsi, les quelques millimtresextrieurs de la pierre se consolident-ils de plus en pluset changent-ils de structure et de couleur. J'appellecette zone la crote intrieure (fig. Il).Les matriaux dissouts l'intrieur de la pierre peuvents'en chapper et recristalliser au-dehors, mais unique-ment dans les parties qui ne sont pas laves par lapluie. En ce cas, les substances dterminent une incrus-tation en forme de petits stalactites ou staphylins. Cesconcrtions staphyliformes, ou Ziipfchensinter enallemand, composent la crote extrieure (fig. 12 16).Cette crote consiste en carbonate de chaux et en unequantit variable de gypse. Dans les grandes villes, cettecrote est toujours noircie par la suite. On a souventconfondu ces incrustations avec des lichens.Les innombrables rptitions du rythme de l'humiditaugmentent la dissolution intrieure et une zone sous-jacente la crote se dsagrge finalement en matiresablonneuse et farineuse. Aprs quelque temps, laplaque qui consiste soit en une crote intrieure seule-ment, soit en une crote intrieure et extrieure lafois, se fend et laisse apparatre une pierre dj amollie.Le cours principal de la maladie n'est pas simple. Ilest influenc, ralenti ou acclr par des facteurs acces-soires (fig. 17).Un ralentissement, voire un arrt, est apport par lapluie. Gnralement, 16s vents pluvieux sont distribusavec une grande ingalit; une rose des vents plu-vieux accuse le ct d'o vient la pluie maximale, la W etterseite .Les parties exposes la pluie sonttout fait intactes, les autres en revanche sont dtruites(fig. 18 -19).Les dangereux sels cristaUisants sont enlevs par la pluiedes pores de la pierre; les pores restent ouverts et res-pirent; la formation de plaques est empche. Cetteconstatation conduit au principe d'une thrapeutique,l'unique qui russisse: les lavages rpts et rguliers(fig. 20).

    Fig. 9. -Humidit remonte l'tage par l'application d'unenduit impermable au rez-de.chausse.

    schutz t. 3, Berlin, 1932, p. 58-61; m., Ist die Krustenbildungan Bausteinen schiidlich ? , Oeologie und Bauwesen , t. 5,Vienne, 1935, p. 64-67; m., Steinschutzmittel, Handbuch derWerkstoffprfung , vol. 3, Springer-Verlag, Berlin, 1940-1941,p. 204-212, et 2e d., Springer Verlag, Berlin -Gottingen -Heidelberg, 1957, p. 194-201; m., Rahmenverwitterung, Oeo-logie und Bauwesen , t. 24, Vienne, 1959, p. 171-186; KOCH J.,Steinschutz durch Trii,jkung, Baugilde , t. 20, 1938, p. 660-663; MAMILLAN M., Recherches rcentes sur le nettoyagedes faades en pierre calcaire, Supplment aux Annales del'Institut Technique du Btiment et des Travaux publics , t. 17,Paris, 1964, p. 859-889; RATHGEN Fr. et KOCH J., Ver-witterung und Erhaltung von Werksteinen. Beitriige zur Frageder Steinschutzmittel, Verlag Zement und Beton, Berlin, 1934.

    ~R

  • Fig. 10. -Gurk. Fosse autour d'une glise ancienne pourabaisser le niveau de l'humidit.

    Elle permet de tirer une autre conclusion capitale: savoir qu'il est absolument nuisible et mortel pour lapierre de la couvrir d'un enduit quelconque. Pareilenduit touffe la pierre dont la dsagrgation estacclre de plusieurs dizaines d'annes (fig. 21). Jene conteste pas que certains auteurs ont sur ce sujetune opinion moins svre; J .A. Koch par exemple,plaide en faveur de l'emploi de l'huile de lin (1938),car il s'agit son sens d'une bonne imprgnation pourla protection des surfaces, sans nuisance aucune.C. Camerman (1961, p. 13, 17 et 38) considre laformation du calcin des roches calcaires et aussi dutuffeau de Maastricht avec optimisme. Il dcrit ainsila formation d'une crote dure, dnomme calcin : C'est l un phnomne d'autoprotection des calcaires,qui explique que certains calcaires trs tendres offrentnanmoins une rsistance remarquable aux intemp-ries .Il se rapporte expressment au dictionnaire deViollet-le-Duc qui aurait dvelopp pour la premirefois l'ide du calcin protecteur. Toutefois, en traitantdes altrations des pierres par les fumes, il concdel'exfoliation des crotes qu'il prend erronment pourdu gypse, et la formation des chancres de la pierre .Je n'ai point russi trouver le terme de calcin dans les onze volumes du clbre Dictionnaire rai-sonn de Viollet-le-Duc. Mais deux parties s'occupenten fait de la question. Au tome VII, p. 126 et sv.,l'auteur dcrit trs justement la formation des crotes,spcialement sur les zones murales abrites de la pluiepar un chneau ou par une corniche: En telle situa-tion, la pierre. ..par les sels. .. .C' est la descriptionla plus exacte de la formation pernicieuse des crotes;la malignit de celles-ci s'y trouve expressment releve.Un autre passage (p. 128) pourrait s'intituler sur lecalcin protecteur , bien que le mot mme de calcinne se trouvt point dans l'ouvrage. L'auteur y noncel'ide que les pierres de taille ont encore de l'eau decarrire et qu'en raison de l'vaporation, une petitequantit de carbonate de chaux est migrante la sur-face et y forme une crote solide protgeant la pierredes agents externes tout en lui confrant une bellepatine.Pour rcapituler, mon opinion est que la formation descrotes est le symptme initial d'une maladie dange-reuse et quelquefois mortelle. Cette constatation nesignifie pas cependant que la crote, intrieure dansma nomenclature, doive tre enleve dans tous les casde restauration. Certaines situations font penser quec'est un moindre mal que de l'y laisser pour un nombrerestreint d'annes. Mais la crote extrieure, les petitsstalactites ou sinter , devraient tre enlevs aussi viteet aussi bien que faire se peut.

    Schma de la formation des crotes.Fig. II

    PIERRE FRArCHE

    COMMENCEMENT DEDESTRUCTION

    ZONE SABLONNEUSE

    CROTE INTRIEURESURFACE ORIGINALECROTE EXTRIEURE

    3. LE GAZ DE FUMEE

    Une source de sulfatation diffrente des sels du sol estle gaz de fume. Quand on brle des charbons, lessulfides (pyrite et markasite) deviennent oxyds

  • Fig. 12. -Vienne, cimetire vanglique. Croix funraire degrs calcareux avec des hautes bosses.

    Fig. 13. -Vienne, St.Etienne. Incrustation staphyliforme sousun ornement gothique.

    Fig. 14. -Formation des crotes en lame mince. Fig. 15. -Londres, Tempel Gardens. Incrustations limitesaux motifs protgs de la pluie.

  • l'acide sulfureux et sulfurique. Les quantits de ces ionssulfureux dans l'air des grandes villes sont normes,surtout dans la brume: les difficults de Londres sontconnues cet gard. On y a tabli l'institut spcial du Air Pollution Commit tee pour tudier cette calamit.Le gaz de fume n'a pas d'effet spcifique; mais enraison de l'norme capacit de dissolution de son acide,la vlocit de l'altration, en particulier de la formationde crotes, est multiplie par rapport l'effet de l'acidecarbonique (5).

    4. CHANGEMENT DE TEMPERA TUREUn changement de temprature correspond toujours un changement de volume. Rpt avec frquence, ilpeut diminuer la qualit des matriaux.Quelques altrations de pierres dans les rgions aridesont t expliques comme la suite d'une insolation .Une part de ces phnomnes attribus une influencedu soleil, serait plutt l'effet d'une relaxation. Ce sontpar exemple les plaques parallles la surface sur lesgranites et les grs en Nubie: elles avaient t inter-prtes par Walther comme une insolation; mais d'aprsmon opinion, vrifie par Knetsch et d'autres, il s'agitd'une relaxation. Le mme phnomne se prsente auxclbres sculptures monumentales du temple de AbuSimbel en grs oci:ne, qui sont coupes par des fis-sures de relaxation parallles aux pentes de la colline (6) .Quelques minraux ont une grande anisotropie de ladilatation thermale; le plus frappant est le calcite qui

    Fig. 16. -Vienne, Votivkirche. Dveloppement de crotes surune glise nogothique en calcaire du bassin viennois.

    Fig. 17. Rose des vents pluvieux pour la ville de Vienne

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    (5) Depuis mes citations de 1932, plusieurs monographies ontparu concernant la pollution de l'air dans les villes: CAMER-MAN C., Etude des pierres des monuments bruxellois, Bull.de la Soc. Belge de Gol., de Palontol. et d'Hydrol. , t. 54,Bruxelles, 1945, p. 133-139; ID., Deterioration of building stonesby fumes, Ann. Inst. Tech. Btiment et Travaux publics ,t. 14, 1948, p. 1-18; BANGERL A. et STEINHAUSER F., DieYerteilung des SO.-Gehaltes der Luft im Stadtgebiet von Wien, Archiv f. Meteorologie, Geophysik und Bioklimatologie ,Srie B, t. 10, Vienne, 1959, p. 132-153; KIESLINGER A., DieWirkung von Rauch und Russ auf Gebiiude und Denkmiiler," Osterr. Bauzeitung , t. 9, Vienne, 1933, p. 237 sv.; SCHAF-FER R.I., The effects of air pollution on buildings and metal-work, Air Pollution , Londres, 1957, p. 58-71; STEIN-HAUSER F., Ergebnis.~e der Messungen des CO.-Gehaltes derLuft in 6sterreich, Wetter und Leben , t. 12, fasc. 9110,Vienne, 1960; STEINHAUSER F. et CHALUPA K., Die SO.-Ablagerung aus der Luft im Stadtgebiet von Graz, Wetterund Leben , t. 17, Vienne, 1965, p. 45-66; WEISS E. etFRENZEL J.W., Untersuchungen von Lujtverunreinigungendurch Rauch- und IndustriegOse im Raum von Linz, " Wetterund Leben , t. 8, Vienne, 1956, p. 131-147.(6) ~ALHTER I., DtlS Gesetz der Wstenbildung, Leipzig,1912.

  • Fig. 18. -Vienne, Votivkirche. Ct mouill intact et ctsec fortement dtruit.

    Fig. 19. -Vienne, Universit. Dtail d'une balustrade: lespetits lments atteints par la pluie sont intacts, les autrestotalement abms (nouveau balustre droite).

    a une forte dilatation dans son axe principal mais unecontraction dans le sens inverse. Un chauffement sou-vent rpt fait clater les intergranulaires des grainsdu calcite. Le marbre pourrit et peut tomber engrains (1).

    lis des pierres fraches qui avaient encore leur humiditde carrire. Le premier hiver les a fait clater, quel-quefois dj sur le chantier (fig. 23 et 24).

    (7) C'tait par e~emple le cas de plaques en marbre de Rat-schinges prs Sterzing (Tyrol mridional) au btiment de la Postsparkasse Vienne: voir KIESLINGER A., Ein Beitragzur Marmor\lerwitterung. Erneuerungen am Wiener Postspar-kassengebade, Osterr. Bauzeitung , t. 9, Vienne, 1933,p. 269 sv.

    5. L'EFFET DU GEL

    Les consquences du gel sont connues. Le changementde l'eau en glace entrane une augmentation de volumede 9 % .Dans les constructions, on a quelquefois uti-

  • Fig. 22. -Bloc de c:llcaire fendu par le gel sur le chantiermme.

    Fig. 20. -Londres, Edmonton Arch, Navigation. Crotesextrieures exclusivement localises sur les zones abrites dela pluie.

    Fig. 23. -Vienne, Burggarten. Calcaire de Karst rompu parle gel.

    Fig. 21. -Vienne, Galerie de l'Opra. La protection d'ungrs doux par un mortier de ciment a touff la pierre.

    63

  • 6. L'EFFET DU FEU (8)

    Fig. 24. -Courbe de rsistance au feu. Norme allemande diteDin DVM 4102.

    Le maximum de chaleur est atteint lors des incendies.Les deux guerres mondiales, la deuxime en particulier,en ont donn des exemples innombrables. Des villesentires sont tombes en ruines. D'aprs mes exp-riences en diffrents pays -Norvge, Allemagne,Angleterre, Grce, etc. -l'effet du feu est premire-ment caus par la rapidit de l'chauffement (fig. 25).Les parties extrieures des pierres lches par le feusont soumises une rapide dilatation de volume. Maisla transmission de la chaleur l'intrieur de la pierrene va pas la mme vitesse. L'intrieur des pierresreste froid et provoque des tensions ce point fortesqu'elles outrepassent la rsistance du matriau. Par voiede consquence, des plaques et des morceaux clatentles uns aprs les autres (fig. 26 29). Dans les partiespleines, les plaques sont parallles la surface. Lesartes et les coins s'arrondissent (fig. 30).Ce phnomne est identique pour toutes les pierres, ycompris pour les calcaires. Mais un cas spcial est celuides pierres contenant un fort pourcentage de quartz.Cette matire subit un changement de structure unetemprature de 575 degrs. Ce changement est accom-pagn par une brusque dilatation de 4,5 % qui faitexploser toute pierre quartzeuse, par exemple le granit(fig. 31).On met souvent l'opinion que les calcaires ne sontpas rsistants au feu parce qu'ils recuisent chaud.Cette opinion est en contradiction avec mon exprience.En ralit, ni le degr atteint ni la dure du feu ne suf-fisent dans les incendies normaux cuire les calcaires.L'chauffement des pierres s'accompagne de change-ments de coloration. Ceux-ci donnent des rsultatsintressants sur la temprature atteinte par le feu, maisils n'ont pas d'incidence dans la pratique. Une connais-sance exacte des symptmes de l'chauffement revtune grande importance pour certaines questions d'ar-chologie : par exemple, les incendies de l'Acropoled'Athnes dont nous sommes informs par l'histoire.

    (8) KIESLINGER A., Brandschiiden an Natursteinen, Osterr.Zeitschr. f. Denkmalpflege , t. 2, Vienne, 1948, p. 49-58; m.,Effects of Fire on Building stones, The Quarry ManagersJournal. The Master Builder , Londres, 1952; m., FeuerfesteNatursteine, Montan-Zeitung , no 69, Vienne, 1953, p. 1-4;m., A usbesserung von Brandschiiden, c Steinmetz und Stein-bildhauer , t. 69, Munich, 1953, p. 162-169; m., Brandein-wirkung auf Natursteine, Schweizer Archiv , t. 20, Solothurn,1954, p. 305-308; m., Erhitzung von Natursteinen im Zugetechnischer Verwendung, Montan-Rundschau , nO 2, Vienne,1954, p. 19-23; m., Wirkung der Atombomben auf Baustoffe, Montan-Rundschau , no 5, Vienne, 1957, p. 98-100; m., Ver-halten von Ziegelmauerwerk im Schadenfeuer, c Die Ziegel-industrie , t. 13, Wiesbaden, 1960, p. 527-530, et c Die Wiener-berger , fasc. 5, Vienne, 1963, p. 5-8.

    Fig. 25. -Vienne, Gare du sud. Eclatement des blocs decalcaire de Karst.

    64

  • seraient-ils striles ? Ces microorganismes donnent diversproduits, des acides, etc. Blochliger a dmontr en 1931que ces produits de fermentation (par exemple, l'acidelactique) pouvaient corroder la p:erre. Mais la questiongnrale est de savoir si ces phnomnes jouent un rleimportant par rapport aux autres facteurs d'altration.Il manque encore d'essais compars o des preuvestraites et non traites autoriseraient des conclusions.La seule existence des bactries qui est de toute faon

    ,7. ACTIVITE DES ORGANISMES

    On a souponn depuis longtemps (Paine, 1933) lesbactries des plantes d'attaquer les pierres. Dans ladernire dcennie on a continu, spcialement l'Ins-titut Pasteur de Paris, des tudes sur ce thme (Kauf-mann, Krumbein, Pochon, etc.) (9).L'existence de bactries la surface des pierres d'unbtiment est hors de doute. Pourquoi donc les murs

    (9) BLOECHLIOER O., Mikrobiologische Untersuchungen anverwitternden Scrattenkalkfelsen, Diss. E.T.H., Zurich, 1931;DOOELI, Die Mitwirkung von Bakierien bei der Gesteins-verwitterung, Verhandl. Schweiz. Naturforsch. Oes. , t. 111,1930, p. 307; HARDY T., Microorganic rock-weathering,

    --Natnre--.,-t.142, 1938, p. 37; KAUFMANN I., Salpetersiiureals Zerstorungsfaktor an Denkmiilern, C. R. Acad. sci. ,t. 234, Paris, 1952, p. 2395; KRUMBEIN W.E. et POCHON I.,Ecologie bactrienne des pierres altres des monuments, An-nales de l'Institut Pasteur , t. 107, nO 4124, Paris, 1964;McLACHLAN Th., The decay of building materials with

    special reference to ,microbiological Agencies, (Ioint meetingof the London section, Road and Building Materials Groupand the Microbiological Parel of the society of ChemicalIndustry), Londres, 1938 (bibliographie de 116 numros); ID.,Some aspects of mould growth, Oil and Colour Chemist'sAssociation , t. 22, Londres, 1939, p. 180.193; PAINE S.G.et colI., Bakterielle Korrosionen an Werksteinen durch mikro-bielle Kohlensiiure, Trans. Royal Soc. , vol. 222, Londres,1933, p. 91; POCHON I., Attaque bactrienne des monu-ments, Socit d'Encouragement pour l'industrie nationale ,Paris, s.d.

    Fig. 27. -Londres, Monument de Trafalgar. Granit rompulors d'un feu de joie.

    Fig. 26. -Vienne, St-Etienne. Eclatement successif de plaquesdilates par la chaleur.

    Fig. 28. -Londres, St-Mary le Dow. Eclatement des blocsde pierre.

    65

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    ~

    Fig. 29. -Athnes, Odon de Hrode Atticus. Artes desgradins arrondies par l'clatement sous dilatation.

    Fig. 30. -Exemple de caillou de quartz clat par le feu.

    Fig. 31. -Racines de bouleau faisant clater des grands blocs.

    assure, ne suffit pas encore faire comprendre lesformes caractristiques de l'altration, des plaques, etc.Parmi les plantes grimpantes, on a souponn le lierred'tre nuisible et l'a arrach dans quelques chteauxanglais. Personnellement, je le trouve inoffensif. Leslichens sont les premiers organismes croissants sur lesroches dans nos montagnes. Mais ils n'ont pas d'im-portance dans nos grandes villes, car ces plantes sonttrs sensibles au gaz de fume. Les buissons et lesarbres, spcialement les bouleaux, sont assez fcheuxpar la croissance de leurs racines (fig. 31 33).Pour les animaux, il faut mentionner seulement lespigeons qui vivent en foule considrable dans nos villes.Leur guano couvre les dtails de l'architecture d'unemanire dplorable (fig. 34 36). Ce guano contient2 % d'acide phosphorique. Il corrode et perfore lescouvertures de corniches qui sont faites en mtal battu,fer-blanc de zinc ou de cuivre. La pluie peut y entrer,

    66

  • Fig. 33. -Vienne, St-Etienne. Jeunes bouleaux croissantles tours.

    Fig. 32. -Vienne, St-Etienne. Bouleau dislocant les joints.

    blables tensions rsiduelles. Celles-ci sont orientessuivant des directions prononces. Leur relaxation pro-duit des dformations tonnantes, qui se voient nonseulement dans les plaques de revtement mais aussidans des pices massives comme les couvercles descaveaux (fig. 39 41).

    trempe la pierre et la fait prir lors des geles. Ceteffet est donc indirect, et beaucoup de gens ne peuventcomprendre la ncessit de limiter ces oiseaux unnombre raisonnable (fig. 36).Naturellement, on pourrait encore mentionner beaucoupd'autres facteurs, par exemple l'activit du vent qui tra-vaille comme une machine soufflan~ le sable (fig. 37).

    8. TENSIONS RESIDUELLES ET RELAXATION (10) KIESLINGER A., Zur Spaltbarkeit von Granit, " Montan-rundschau , t. 5, Vienne, 1957, p. 237-243; ill., Restspannungund Entspannung im Geisten, c Geologie und Bauwesen , t. 24,Vienne, 1958, p. 95-112; ill., Residual stress and relaxation inrocks, c Report of the 21th Session Norden, XXI. Internat.Geologenkongress Kopenhagen , xvm. partie, Copenhagen,1960, p. 270-2'76; ill., Verspannung und Entspannung im Stein,c Der Naturstein , L 17, Ulm, 1962, p, 8-11; ill., Spanning(in de toestanlt van samengeperst zijn), ontspanning (in de toe-stand van uitzetting), c Natuursteen , nO 181, Amsterdam, 1962,p, 8084.

    Un autre facteur qui fait se briser les pierre btira t dcouvert par moi (lO), Il s'agit de relaxationsdes tensions internes qui sont accumules dans lesroches. C'est une compression lastique qui est lente-ment relaxe et provoque une dilatation (fig. 38). Par-fois des marbres cristallins, certains de la rgion deCarrare notamment, sont entirement soumis de sein-

    67

  • Fig. 34. -Vienne, St-Etienne. Dcor masqu par le guanodes pigeons.

    Fig. 35. -Vienne, Votivkirche. Guano sur un tympan sculpt.

    Fig. 36. -Vienne, St-Pierre. Lame de cuivre d'une coupolebaroque perfore par le guano.

    68

  • Fig. 37. -Vienne, Arsenal. Corrosion par le vent.

    Fig. 38. -Chapelle funraire. Dilatation progressive d'uncalcaire karstique.

    Fig. 39. -Vienne, Wattmanngasse. Fluxions d'un revtementde marbre d'u!le faade.

  • Fig. 40. -Vienne, Karlplatz. Revtement d.un pavillon duchemin de fer.

    Fig. 42. -Vienne, quai Franz-Joseph. Borne de calcaire fen-dille par la rouille.

    Fig. 41. -Vienne, Hietsinger Friedhof. Couvercle d'un caveaucourb de quelques centimtres par relaxation des tensionsinternes.

    70

  • Fig. 43. -Vienne, St-Etienne. Fleuron pinc par la rouillede son ancrage.Fig. 44. -Vienne, Votivkirche. Tenon de pierre arrach parmanque de rsistance la traction.

    9. DEGATS INDIRECTS OU TECHNIQUES

    Finalement, il faut citer les dgts dont la pierre a tfaussement rendue responsable. En vrit, nombre d'in-fluences ne sont pas naturelles mais d'ordre technique :mauvaise construction, etc. Le cas le plus frquent estcelui de l'oxydation de la rouille du fer (fig. 42 44) :il devrait tre rigoureusement dfendu d'employer lefer, soit entre les pierres, soit l'intrieur de la pierre.Il existe aujourd'hui assez de mtaux non oxydants pourles ancrages, les agrafes, etc.Quelquefois on a erronment utilis l'un ou l'autrematriau. Ainsi, on a pris des tenons de pierre au lieude tenons mtalliques; comme la pierre n'a pas unegrande rsistance la traction, les tenons ont tdchirs en peu de temps, les fleurons et croix se sontcrouls. On pourrait videmment citer d'autres fautesde construction, dont l'numration mnerait trop loin.

    symptomatologie des maladies de la pierre aussi som-maire que possible. Il faut se garder des gnralisations,renouveler sans cesse les observations, multiplier lesexpriences chimiques, microscopiques, photographi-ques, etc., mme dans un cas qui semble banal aupremier coup d'reil. C'est ainsi seulement que l'on arri-vera dtecter la cause des phnomnes, prciser undiagnostic fond et autoris. Car l~ diagnostic rvle,sinon les moyens, tout au moins le principe de la thra-peutique mettre en reuvre. Sans doute ne peut-onexiger tout cela du praticien ou de l'architecte auquelil est impossible de connatre toutes les mthodesmicroscopiques, d'effectuer les analyses chimiques, etc.Mais il faudrait s'adresser des spcialistes, aux ptro-graphes. Les problmes sont trop htrognes pourqu'une seule personne puisse s'en acquitter.Aussi bien une coopration s'impose-t-elle non seule-ment entre les nations mais encore entre les science$.Coopration qui d'ailleurs a dj donn d'excellentsrsultats et qui peut faire augurer favorablement del'avenir.

    Ce tour d'horizon sur les facteurs principaux de l'alt-ration des pierres btir est trop court au vu de l'abon-dance des possibilits. Mais peut-tre a-t-il russi donner un rsum d'ensemble. Il convient de fixer une

    A. KIESLINGER(Vienne).

  • SUMMARY

    THE MOST IMPORTANT FACTORS IN WEATHERING OF NATURAL BUILDlNG STONES

    A short review of the very different causes for the decay.of building stone according to the manuel Zerstjjrun-gen an Steinbauten ihre Ursachen und ihre Abwehr published in 1932, with additional notes about the aug-mentation of our knowledge in this mat ter just to thepresent. We can divide the problems in two parts. Thefirst of them concerns the petrographic qualities of thestone, causing its resistance against ali influences ofvarious kind. The petrographic examination help us tounderstand the different qualities of stone. StiU theexposure tests of smaU samples in fresh air have notrealized ali the expectations we had of them. Thereactions of single samples are not the same as thebehaviour of stones in the building itself .Among the various agencies dangerous for the stone,humidity of different origin is the most important.Stones of some solubility, especiaUy limestones andmarbles, suffer from chemical corrosion damaging thepolish of marble. But more important is the rhythmicchange in humidity producing skin formation which isthe most general and most important disease of stones.Another type of humidity is the moisture rising fromthe soil, to be found on ali ancient buildings withoutsufficient isolation. The effect of this rising moistureis increased by the salts coming from the soil and

    crystailizing in th~e wails. The efficiency of moisture isimmensely streng'thened by the sulfuric acid containedin the smoke.The influence of organims, especiaily the bacteria,has been pretend,~d many times, but their real influenceis not at ail proved. Remedies against rising humidity,the effect of frel~zing of wet stones are better knqwnthan the damagel. by tire. The common opinion aboutcalcinating of lilnestones during the fire is not con-firmed by the e.Jcperience made during the war. Thecommon effect is cracking and split ting of the outwardparts datated by the heat. Another strange pheno-menon is the effect of residual stress. The damagemade by plants is especiaily the pressure of growingroots, whst the ,influence of microorganisms (bacteria)is yet doubtful.Finaily there is ai number of damages which has beenascribed to the stone, but which reaily are caused byexternal influenct's thrust upon the stone, say the oxy-dation of iron cramps and dowels, the use of dowelsof stone or other technical mistakes.Ail these influences are coilaborating together and onlya careful and capacious examination with modern petro-graphical, chemical and other helps can give a correctdiagnosis as first elements of efficacious therapeutics.

    Fig. 10. -Gurk. Jrrench around an old church for loweringthe moisture level.

    Fig. 11. -Schema of the formation of crl/sts.

    Fig. 12. -Vienna, Evangelical cemetery. Funeral cross ofcalcerous sandstone with high lumps.

    Fig. 13. -Vienna, St. Stephen's. Staphyloform incrl/stationunder a gothic ornament.

    Fig.14. Formation of crusts in thin lamina.

    Fig. 1. -Detail of the crypt of Gurk in Carinthia (ca 1160).Fig. 2. -Detail of the tower of the church of Maria Stiegenin Vienna.

    Fig. 3. -Exhibition of samples or exposure tests in a spe-cialized institute.

    Fig. 4. -Tank of a limestone fountain where frost burstpieces of the stone that had been soaked for several years.

    Fig. 5. -Polished and unpolished marble volutes.

    Fig. 6. -Facade of a Baroque church in Vienna.

    Fig. 7. -Vienna, St, Anthony. Formation of plates on agranite staircas~.

    F:g. 8. -Moisture raisd by the presence of a joined staircase.Fig. 9. -Moisture that has climbed to the fLoor by theapplication of a waterproof coating at the ground floor.

    Fig. 15. -London, Temple Gardens. Incrustations limited toornaments protected from the rain.

    Fig. 16. -Vienna, Votivkirche. Development of crusts on aneo-gothic church in limestone from the Viennese basin.

    Fig. 17. -Compass-card of rainy winds for the city of Vienna,

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  • Fig. 18. -Vienna, Votivkirche. Intact dampened side and dryside largely destroyed.

    Fig. 19. -Vienna, University. Detail of a balustrade; thesmall elements attained by the rain are intact, the others com-pletely spoiled (new balustrade at the right).Fig. 20. -London, Edmonton Arch, Navigation. Outside crustslocated exclusively in areas sheltered form the rain.

    Fig. 21. -Vienna, Galery of the Opera. Protection of thesoIt sandstone with a cement mortar has smothered the stone.

    Fig. 22. -A block of limestone split by the frost on thestone-yard itself.

    Fig. 23. -Vienna, Burggarten. Karst limestone broken bythe frost.

    Fig. 24. -Curve of resistence to tire. German standard VinDVM 4102.

    Fig. 25. -Vienna, South Station. Bursting of blocks of Karstlimestone.

    Fig. 26. -Vienna, St. Stephen's. Successive bursting of platesdilated by the heat.

    Fig. 27. -London, Monument of Trafalgar. Granite brokenduring a bonfire.

    Fig. 28. -London, St. Mary le Bow. Bursting of blocks O)stone.

    Fig. 29. -Athens, Odeon of Herod Atticus. Groins of thetiers rounded by bursting under expansion.

    Fig. 30. -Example of a quartz pebble bur.~t by fire.

    Fig. 31. -RQots of a birch tree causing large blocks to burst.

    Fig. 32. -Vienna, St. Stephen's. Birch tree dislocating joints.Fig. 33. -Vienna, Sr. Stephen's. Young birch trees crowingon the towers.

    Fig. 34. -Vienna, St. Stephen's. Decor hidden by the guanoof pigeons.Fig. 35. -Vienna, Votivkirche. Guano on a sculvted tympan.

    Fig. 36. -Vienna, St. Peter's. Strip of copper from a baroquecupola perforated by guano.Fig. 37. -Vienna, Arsenal. Corrosion by the wind.

    Fig. 38. -Funeral chapel. Progressive expansion of a karsticlimestone.

    Fig. 39. -Vienna, Wattmanngasse. Fluxions of the marblecoating of a facade.

    Fig. 40. -Vienna, Karlplatz. Coating of the pavilion of arailroad.

    Fig. 41. -Vienna, Hietsinger Friedhof. Cover of a vaultcurved several centimentres by relaxation of internai tensions.

    Fig. 42. -Vienna, Franz-Joseph quai. Limestone cornerstonecracked by rusting.

    Fig. 43. -Vienna, St. Stephen's. Rosette affected by the rustingof its anchoring.

    Fig. 44. -Vienna, Votivkirche. Stone tenon torn up by lackof resistence to traction.