Manuel de sensibilisation la restauration de la

MAONNERIE

Ministre de la Culture et de la Communication Direction de l'Architecture et du Patrimoine Mission Ingnierie et Rfrences Techniques

La maonnerie

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Ministre de la culture et de la communication Direction de l'Architecture et du Patrimoine Sous-direction des monuments historiques et des espaces protgs Mission Ingnierie et Rfrences Techniques

Manuel de sensibilisation la restauration de

LA MAONNERIE

Ce manuel a t labor par Patrice de Brandois( ) et Florence Babics, Architectes du Patrimoine. Il s'inspire du guide de matrise douvrage et de matrise duvre des ouvrages de maonnerie. Les auteurs remercient Philippe Bromblet du laboratoire de recherches des monuments historiques Jeannie Meyer du centre de recherche des monuments historiques pour leur participation. Nous remercions galement le groupement franais des entreprises de restauration des monuments historiques (GMH), la confdration de l'artisanat et des petites entreprises du btiment (CAPEB), lcole dAvignon, le laboratoire de recherche des monuments historiques (LRMH), et le centre de recherche des monuments historiques (CRMH) pour les photographies qu'ils ont bien voulu nous communiquer.

Juin 2006

La maonnerie

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AVANT-PROPOS

Le Manuel de sensibilisation la restauration de la maonnerie est destin attirer lattention des intervenants sur les monuments historiques concernant les prcautions prendre lors des restaurations les plus courantes. Il comporte un historique sommaire des techniques de construction, la composition des matriaux et les cueils viter lors de leur mise en uvre. Il ne traite pas de la rglementation en vigueur, notamment vis vis des dispositifs de scurit mettre en place sur les chantiers. Il ne constitue pas non plus un relev exhaustif des normes en vigueur en matire de construction. A cette occasion, il convient de noter que nombre de normes ne sont pas adaptes aux problmes spcifiques du bti existant et quune dmarche mthodologique normalise serait plus adapte ces cas, tous particuliers. Ce document sadresse aux matres douvrage concerns par les travaux sur les difices protgs, voire sur le patrimoine en gnral. En effet, lattention ncessaire aux modifications susceptibles daltrer les qualits esthtiques ou structurelles des monuments historiques est applicable tout lment bti intressant. Ajoutons que cet aperu des diffrentes techniques de maonnerie a sembl particulirement opportun dans le cadre de la dcentralisation. Il a t dvelopp partir du Guide de matrise douvrage et de matrise duvre sur la maonnerie, ralis grce lexprience de lensemble de nos partenaires sur les difices protgs : historiens, architectes, entrepreneurs, que nous remercions pour leur contribution sans laquelle ce travail naurait pu tre ralis. Souhaitons que cet ouvrage puisse faire comprendre lintrt de connatre la conception dorigine et les apports successifs de lvolution du btiment ancien et la ncessit de leur prise en compte pour une intgration adquate de lintervention programme.

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SOMMAIREpage

Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

I CHAPITRE 1 OUVRAGES DE TERRASSEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6DISPOSITIONS RELATIVES L'HYGINE ET LA SCURIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 DISPOSITIONS PARTICULIRES RELATIVES AUX FOUILLES ARCHOLOGIQUES . . . . . . . . . 6

I CHAPITRE 2 ASSCHEMENT DES MAONNERIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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PRAMBULE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 LES DIVERSES SOURCES D'HUMIDIT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 LES DIFFRENTES TECHNIQUES D'ASSCHEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1 - Cas de l'humidit ascensionnelle en provenance du sol . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2 - Cas de l'humidit provoque par les infiltrations d'eau de pluie . . . . . . . . 13 3 - Cas des condensations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4 - Cas de lhumidit accidentelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 LE TRAITEMENT DES ALGUES ET MOUSSES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

I CHAPITRE 3 TYPES DE MAONNERIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17LES MAONNERIES DE MOELLONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1 - Montage des murs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 - Rejointement des maonneries anciennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 - Confortations internes de maonneries par injection de coulis . . . . . . . . . . 21 LES MAONNERIES DE BRIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1 - Historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2 - Diffrentes caractristiques rgionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3 - Systme constructif "briques et pierres" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 4 - Techniques de faonnage et cuisson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 5 - Principaux constituants de la brique et caractristiques chimiques . . . . . . 31 6 - Mortiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 7 - Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 8 - Ragrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 PATHOLOGIES DES MAONNERIES EN BRIQUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1 - Mortiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 2 - Brique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 DIAGNOSTIC ET RESTAURATION DES MAONNERIES DE BRIQUE . . . . . . . . . . . . . . 35 1 - Injection de coulis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2 Traitements de surface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3 - Rejointoiement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4 - Hydrofugation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5 - Sablage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6 - Nettoyage par micro-sablage et hydrogommage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 7 - Comblement de zones manquantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 8 - Remplacement de brique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 LES COLOMBAGES OU PANS DE BOIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1 - Elments constitutifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2 - Capacit portante et dimensionnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3 - Diagnostic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4 - Restauration des pans de bois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

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LA CONSTRUCTION EN TERRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1 - Dfinition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2 - Mise en uvre du coffrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3 - Construction des murs en piss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4 - Construction des murs en msse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

I CHAPITRE 4 LES MORTIERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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LES SABLES ET GRANULATS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 LES LIANTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 1 - Chaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2 - Pltres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3 - Ciments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4 - Eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5 - Produits d'ajout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6 - Adjuvants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 7 - Matriaux non normaliss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

I CHAPITRE 5 LES ENDUITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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COMPOSITION ET MISE EN UVRE DES ENDUITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1 - Excution de la premire couche denduit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 ou gobetis ou couche daccrochage 2 - Excution de la deuxime ou corps denduit ou dgrossi . . . . . . . . . . . . . . 66 3 - Couche de finition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 LES DIFFERENTS TYPES DENDUITS ET DE FINITION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 EXECUTION DES ENDUITS A DEUX COUCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 ENDUITS AU MORTIER DE PLATRE ET PLATRE-ET-CHAUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 1 - Composition du mortier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2 - Mise en uvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3 - Protection des enduits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 CONTROLE DE LA QUALITE DES ENDUITS EXECUTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 LES ENDUITS INTERIEURS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 REFECTION ET RESTAURATION DES ENDUITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 1 - Analyses pralables et prparation des supports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2 - Reconnaissance de ltat existant du support et de lenduit . . . . . . . . . . . . 77 3 - Rfection totale dun enduit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 4 - Rfection partielle dun enduit lacunaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 5 - Consolidation dun enduit ancien altr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 6 - Donnes connatre sur les produits utiliss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 7 - Vrification de la consolidation de lenduit ancien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 LES BADIGEONS ET LAITS DE CHAUX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 1 - Matriaux constitutifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2 - Supports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3 - Techniques de mise en uvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

GLOSSAIRE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

BIBLIOGRAPHIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

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Chapitre

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OUVRAGES DE TERRASSEMENTPar ouvrage de terrassement, on entend l'ensemble des travaux destins modifier, de faon provisoire ou dfinitive, la forme d'un terrain dans le but d'y installer une construction ou tout autre ouvrage. Le dblai ou remblai de terres, le creusement de trous ou tranches, et mme le dcapage de terrains sont des terrassements. Pralablement la ralisation d'un ouvrage de terrassement, il convient de prendre un certain nombre de dispositions et d'obtenir toutes les autorisations ncessaires.

I DISPOSITIONS RELATIVES L'HYGINE ET LA SCURITLe Dcret du 8 Janvier 1965, relatif aux mesures gnrales d'hygine et de logement provisoire des travailleurs respecter sur les installations de chantier doit tre respect. Lemprise du chantier doit tre dlimite au moyen de cltures, palissades et autres lments agrs, et les zones excaves doivent tre balises par des garde-corps. Pendant la dure des travaux, des dispositifs assurant la stabilit des coupes de terrain et protgeant les lments architecturaux doivent tre installs. Ne pas entreprendre de travaux sans avoir acquis une bonne connaissance du terrain (nature et rsistance du sous-sol, plan de rcolement des rseaux, etc...).

I DISPOSITIONS PARTICULIRES RELATIVES AUX FOUILLES ARCHOLOGIQUESLes fouilles archologiques ne peuvent tre entreprises qu'aprs avis accord par l'Etat, et s'exercent dans le cadre des Lois du 27 septembre 1941 et du 17 janvier 2001. Il existe principalement deux modes de ralisation de fouilles archologiques : 1- les oprations d'archologie prventive, qui sont prescrites pralablement l'amnagement de sites lorsque des travaux, publics ou privs sont susceptibles d'affecter le patrimoine archologique. 2- les oprations d'archologie programme, qui sont motives par des objectifs de recherche scientifique indpendants de toute menace pesant sur un gisement archologique. Lorsque des travaux concernent le sous-sol d'un monument susceptible de comporter un intrt archologique (une glise, par exemple), ou de ses abords, il faut en aviser pralablement le Service Rgional de lArchologie et lui fournir un dossier du projet, avec descriptif et plans des travaux envisags. Cas de dcouverte fortuite Les dcouvertes dites "fortuites" demeurent rgies par la loi du 27 septembre 1941 : elle oblige tout dcouvreur en faire la dclaration auprs du maire de la commune. Celui-ci doit alors prvenir le Prfet, qui saisit le Service Rgional de l'Archologie. En cas de dcouverte de vestiges archologiques mobiliers ou immobiliers pendant des travaux, le Service Rgional de lArchologie examinera avec le Matre de l'ouvrage, dans les plus brefs dlais, les mesures prendre pour permettre ltude ou la conservation des vestiges en respectant au mieux la poursuite des travaux. L'administration dispose cet effet d'un droit de visite sur les proprits prives.

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ASSCHEMENT DES MAONNERIESI PRAMBULERappelons que l'humidit dans les matriaux est l'une des principales causes de dgradation d'un btiment : gonflements et pourrissement des bois, cristallisation saline, gonflement des pltres, oxydation des mtaux, dveloppement d'organismes cryptogamiques* parasites tels que mousses et moisissures, formations de salptre, etc qui sont autant de facteurs de destruction, plus ou moins rapides, des composants d'un difice. Il convient donc de lutter contre ce phnomne par la mise en uvre de techniques visant l'liminer et empcher son retour. Nous tudierons ici le problme spcifique de l'humidit dans les maonneries l'exception des maonneries immerges et les moyens d'y remdier.

I LES DIVERSES SOURCES D'HUMIDITEOn recense essentiellement quatre types d'humidit : 1- l'humidit ascensionnelle en provenance du sol 2- les infiltrations d'eau de pluie travers les murs 3- la condensation de l'humidit contenue dans l'air 4- l'humidit d'origine accidentelle (lie par exemple une rupture de canalisation d'eau, une fuite de gouttire, etc.) Une cinquime cause d'humidit est celle de l'eau de construction, mais il s'agit l d'un phnomne marginal dans la restauration des monuments anciens. Il n'est pas rare que certaines sources d'humidit se combinent entre elles : Il convient donc, avant toute prconisation d'un traitement d'asschement, de procder un diagnostic prcis et complet qui permettra d'identifier la ou les origines de l'humidit.

I LES DIFFERENTES TECHNIQUES D'ASSECHEMENTQuel que soit le cas, il faut savoir tre patient quant aux rsultats attendus ; le dlai d'asschement d'une maonnerie est en gnral trs long : de l'ordre de plusieurs mois.

1 CAS DE L'HUMIDITE ASCENSIONNELLE EN PROVENANCE DU SOL Il s'agit de l'humidit contenue dans le sol et remontant par capillarit dans les maonneries des murs et dans les dallages. Cette humidit peut provenir : soit deaux circulant en surface ou dans les couches superficielles du sol, dorigines diverses mais localisables au niveau du diagnostic : eaux de ruissellement, sources, canalisations enterres rompues, etc. soit de la nappe phratique, lorsque celle-ci se trouve faible profondeur, soit deaux baignant le pied des btiments telles que douves, cours deau, lac ou autres tangs. Les remdes apporter sont alors les mmes que ceux utiliss pour lutter contre les remontes dues la nappe phratique.

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A Lutter contre les infiltrations latrales dues aux eaux superficielles La solution idale est de russir tarir la source dhumidit : dans ce cas, le problme sera facilement rgl. Citons titre dexemple, le captage dune source ou la rparation dune canalisation. a interception des eaux superficielles Si la source dhumidit ne peut tre tarie, il faudra mettre en uvre des procds permettant dintercepter les eaux superficielles avant quelles natteignent les fondations et les murs. Ces procds sont tous bass sur le mme principe : le creusement dune tranche dinterception des eaux. Il pourra parfois sagir dune simple tranche ouverte permettant de dgager la base de murs enterrs par des remblais inopportuns. Mais, le plus souvent, la tranche devra tre dune profondeur telle quil sera impossible de la laisser ouverte. Il sera alors possible de la couvrir, en crant une galerie priphrique quil faudra ventiler convenablement par des grilles judicieusement rparties. Cest une solution efficace, qui a aussi lavantage dassainir au moins partiellement par vaporation, les ventuelles remontes capillaires. Mais cest une solution onreuse, et les grilles daration peuvent parfois tre gnantes sur le plan esthtique. b ralisation d'un drainage La mthode la plus classique consiste raliser un drainage au pied de la maonnerie ou faible distance. On commence par terrasser le long du mur assainir, au maximum jusqu'au niveau des fondations. La partie du mur alors dgage, est rejointoye, si ncessaire, avec un mortier de chaux hydraulique naturelle. Le cas chant, une semelle de bton est coule en fond de fouille au niveau des fondations, un drain tuyau perfor, en PVC, ou en poterie est pos, sur toute la longueur du mur, avec un regard chaque changement de direction.

Coupe sur drainage

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Puis, la fouille est comble de cailloux, de gravillons et de sable propre, aprs qu'elle ait t pralablement tapisse d'un gotextile empchant la terre d'infiltrer et de colmater l'ensemble du drainage. En finition superficielle, on remettra, suivant les cas, de la terre vgtale, un gravillonnage ou un revers pav non jointoy. Toute application sur la surface des murs, avant comblement, d'un enduit microporeux base de rsine, impermable leau mais permable la vapeur deau doit tre tudie soigneusement, car elle n'est pas sans risque.

CONSEILS DE PRUDENCE - ne pas mettre en uvre une finition de surface en pavage rejointoy car l'eau de pluie rejaillirait sur les parements, - ne jamais poser le drain au-dessous du niveau des fondations, car il risquerait d'asscher le sol de fondations, d'en changer la consistance, et de provoquer ainsi des dsordres, - assurer un exutoire au drainage, situ en contrebas de celui-ci. Il est possible davoir recours des pompes de relevage, mais il sagit l dune solution viter, car dune surveillance et dun entretien par trop contraignants, - viter les prescriptions du DTU 20.11 concernant lexcution dun enduit tanche sur la paroi enterre dune construction neuve. Il est en effet indispensable quune maonnerie ancienne puisse respirer, aussi bien pour permettre lvacuation de leau emmagasine avec le temps, que lvaporation dune ventuelle remonte dhumidit.

Dans le cas d'un mur avec contrefort, on ralisera le drainage au ras des contreforts, de faon viter la multiplication des regards quil convient dinstaller chaque changement de direction. Variantes Certaines variantes apportes la technique traditionnelle du drainage consistent intercaler, entre le mur et la terre dans laquelle il se trouve enterr, un bardage de plaques ondules, des plaques de bton, ou des blocs drainants en bton poreux. Une autre variante consiste intercaler des nappes filtrantes constitues de deux matriaux accols : un non tiss du cot des terres, une bourre de fibres synthtiques, denviron 1 cm dpaisseur le long des murs. On peut toutefois se poser la question du bien-fond de cette dernire solution, qui consiste appliquer contre un mur assainir, un matriau humide. En tout tat de cause, ces variantes ont toutes pour inconvnient, la ncessit de crer un becquet de protection en tte, qui peut tre difficile raliser sans nuire lesthtique du btiment. La solution consiste alors enterrer le becquet ou la faire affleurer au niveau du terrain. B Lutter contre les remontes capillaires des eaux de la nappe phratique ou deau baignant le pied des btiments L encore, diverses mthodes peuvent tre employes : nous nous attacherons aux procds visant mettre en uvre une barrire tanche la base des murs, et ceux permettant dvacuer leau contenue dans les murs.

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a mise en place d'une barrire tanche la base des murs Un premier procd consiste raliser des saignes dans le mur, sur toute son paisseur, et y insrer un matriau tanche, en chape ou en feuilles. Cette insertion se fait par longueurs alternes successives de l'ordre de 80 cm, avec dans le cas d'utilisation de matriaux en feuille, un recouvrement d'une dizaine de cm coll ou soud. La longueur de saigne est raccourcie dans les zones ou il existe des concentrations de charges. Ces saignes peuvent tre ralises soit par dmontages d'une ou deux assises du mur, soit par sciage, la scie circulaire, la chane, ou la scie main. Comme matriau d'insertion, ou pourra utiliser : une chape tanche de mortier de ciment laitier avec hydrofuge ou de mortier de rsine ou dasphalte coul, etc. un matriau en feuille : plomb de 2,5 mm d'paisseur minimum, polythylne, feutre bitum, etc. Les matriaux en feuille seront poss sec, sur une chape de ciment lisse, aprs schage de celle-ci et interposition, dans le cas d une feuille de plomb (sous rserve que son utilisation reste autorise), dun matriau isolant ; en effet, le plomb, sous peine de dsintgration dans le temps, ne doit jamais tre mis en contact direct avec un mortier de chaux ou de ciment. Inconvnients de cette mthode son caractre destructif les risques de tassement du matriau insr les difficults de mise en uvre dans des murs pais son cot lev

Ce procd a t utilis pour protger les sculptures du portail de l'glise de Moissac (Tarn et Garonne). Les pierres prsentaient dimportantes altrations chimiques provoques par les sels vhiculs par les remontes capillaires des eaux de la nappe phratique, et se dsagrgeaient peu peu. La mise en uvre d'une barrire en feuille de plomb permis d'enrayer ce phnomne.

Interposition dune feuille de plomb

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b injection de produit impermabilisant Une autre solution consiste injecter, par gravit ou sous faible pression, des produits impermabilisants la base des murs, tels que gels acrylamides, rsines poxydes, silicones, mthylsiliconates, starates daluminium, etc Ces produits se diffusent dans les maonneries par capillarit, et polymrisent en six mois environ, formant un cran impermable l'eau. Mise en uvre : Percement de trous de diamtre de 2,5 cm, l'espacement d'environ 15 cm, de part et d'autre du mur, de profondeur variant en fonction de l'paisseur de ce dernier. Injection du produit, soit par gravit l'aide de tubes mtalliques perfors et couds, relis un rservoir contenant le produit injecter, soit sous pression, chaque trou tant reli par une canalisation une pompe permettant dinjecter le produit. Dans les maonneries de pierre, il faut injecter de prfrence dans les joints. Ce procd donne de bons rsultats dans les maonneries de briques. Le rsultat escompt ne pourra tre obtenu que si ont bien t prises en compte : les caractristiques de capillarit des matriaux injecter, ladquation ces caractristiques du produit injecter (composition chimique, viscosit, vitesse de polymrisation, etc) ladquation de la technique de mise en uvre : emplacement, diamtre, profondeur et espacement des trous, quantit de produit injecter, dure dinjection, pression ventuelle. La capacit du support recevoir ce traitement. Cela suppose que lon ne sadresse qu des entreprises hautement qualifies.

CONSEILS DE PRUDENCE Avant toute mise en uvre, procder un essai sur une partie de mur traiter, et attendre quelques mois pour juger du rsultat. Ne pas oublier de bien limiter la zone traiter par deux lignes verticales dinjection, pour viter la contamination latrale dhumidit.

C

vacuation de l'eau contenue dans les murs a l'lectro-osmose Il s'agit d'une mthode base sur l'utilisation des tensions lectriques pour faire migrer l'eau en sens inverse de la remonte capillaire. Cest au 19me sicle que lon dcouvrit quen soumettant une tension lectrique un corps poreux satur deau, il tait possible de faire se dplacer le liquide de lanode (pole +) vers la cathode (pole -). En 1940 , P. ERNST fit breveter un dispositif dasschement des murs bas sur ce phnomne dlectro-osmose : une diffrence de potentiel est cre entre le mur humide et le sol, le mur tant le ple + et le sol, le ple . Pour ce faire, on cre une pile lectrique en utilisant des mtaux diffrents - ou plus rcemment des fibres de carbone - disposs de la faon suivante : dans le sol, des blocs de magnsium relis par un fil de cuivre formant cathode et, dans le mur humide, des fils de cuivre, espacs de 30 50 cm, relis eux aussi par un fil de cuivre, formant anode. La diffrence de

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potentiel cre est de l'ordre de 1 volt et serait suffisante pour faire cheminer l'eau vers la base du mur. Il convient toutefois de noter que son utilisation est impossible si la rsistance lectrique de sol est trop leve, ainsi que sil existe dans le sol des courants vagabonds, risquant dinverser le sens de passage du courant mur-sol. L'inconvnient majeur de cette mthode est qu'elle ncessite l'excution d'une engravure importante et de nombreux percements, ce qui rend difficile son utilisation dans une maonnerie de pierres apparentes. Cette mthode dite lectro-osmose "passive" - a t amliore en interposant une batterie, produisant un courant continu de lordre de 2 volts environ, entre la prise de terre et les conducteurs engravs dans le mur. Cest la mthode dite "active". Ces divers procds dlectro-osmose ont connu des fortunes diverses : des checs, comme au muse du Jeu de Paume Paris, mais aussi des russites, comme au chteau de LAXENBURG, en Autriche. En l'tat actuel des connaissances, ce n'est donc pas un systme totalement fiable. Une variante de la "mthode active" a t mise au point, dans laquelle le sol nest pas sollicit. Ce procd consiste forer, sur une ligne horizontale, une suite dlectrodes dans le mur assainir, en alternant cathodes et anodes, soit de part et dautre de la maonnerie, soit sur la mme face. Ces lectrodes sont alternes en courant continu, les anodes tant des barres en acier doux, en cuivre ou en aluminium, et les cathodes, des tuyaux perfors de matriaux identiques leau migrant des anodes vers les cathodes est recueillie et vacue par celles-ci. Il faut nutiliser que des courants de faible intensit de 0,1 1,00 A/m3. Des intensits suprieures pourraient provoquer un chauffage des maonneries, et par voie de consquence, lapparition defflorescences. b llectro-osmose phorse Les divers procds dlectro-osmose prsentent tous linconvnient majeur de ncessiter un entretien et une surveillance constante : ds que, pour une raison accidentelle ou autre, le courant sinterrompt, lhumidit rapparat. On a donc imagin un procd qui complte les effets de l'lectro-osmose par ceux du phnomne dlectro-phorse, cest dire, du mouvement de particules en suspension dans un liquide qui, sous laction dun champ lectrique, se dplacent du pole + vers le pole -. On comprend aisment que si, dans un systme dlectro-osmose classique avec terre en ple et mur humide en ple +, lon injecte dans les trous o se trouvent les lectrodes du mur , un produit de phorse contenant des particules mtalliques en suspension, celles-ci vont migrer, avec leau de lhumidit du mur, vers la terre (ple -), et dans ce mouvement, colmater les capillaires des maonneries. On aura ainsi, aprs une dure d'un an et demi deux ans si toutefois, llectro-osmose fonctionne normalement cr la base du mur, une barrire tanche, et le systme dlectro-osmose pourra tre dpos. Il semble que cette technique ait donn de bons rsultats en Autriche, en Allemagne et en Suisse. En France galement, mais elle nest pas utilise depuis suffisamment longtemps pour que lon puisse juger avec sret de lefficacit relle du systme.

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c lasschement lectronique des murs Son principe consiste, laide dun appareil compos de circuits lectroniques passifs inverser les champs lectromagntiques existants dans un btiment soumis des remontes capillaires dhumidit, et par-l, inverser le sens de celles-ci, comme dans llectro-osmose. Cet appareil fonctionne sans quil soit ncessaire de le relier aux maonneries , et donc sans agression sur ces dernires. Il sagit l dun systme rcent qui na pas encore fait lobjet de suffisamment dapplications pour que lon puisse juger de son efficacit. Seul lavenir dira sil sagit l dune solution "miracle" d les siphons atmosphriques Cette mthode, trs en vogue jusque dans les annes '70, a montr son inefficacit depuis, voire sa nocivit (perforations multiples des parois), et a t abandonne. Elle consistait sceller la base des murs traiter et par assises horizontales, des siphons en poterie, appels "siphons atmosphriques" dont le fonctionnement thorique tait le suivant : Ces siphons "pompaient" lhumidit du mur, l'air l'intrieur du siphon se chargeait dhumidit par l'vaporation des parois, et devenu plus lourd, s'coulait l'extrieur en faisant place une nouvelle quantit d'air sec, et ainsi de suite jusqu complet puisement de l'humidit. Aprs essais contrls sur des murs exprimentaux, ce procd s'est rvl inefficace et les siphons atmosphriques mis en place Versailles ou au Louvre dans les annes '30 ont t dposs.

2 CAS DE L'HUMIDITE PROVOQUEE PAR LES INFILTRATIONS D'EAU DE PLUIE La pluie frappe contre les parois des murs et pntre dans ceux-ci, les murs exposs aux vents dominants tant les plus vulnrables. Cette action est aggrave en bord de mer, car la pluie charge d'embruns dpose du sel sur les maonneries ; celles-ci deviennent alors hydrophiles et retiennent l'eau : les murs sont alors constamment humides. Un diagnostic prcis des parois traiter s'impose afin de dterminer l'origine exacte de la fuite, son tendue, et la raison pour laquelle l'tanchit du mur n'est pas assure. Selon le rsultat du diagnostic, les techniques utiliser seront diffrentes, adaptes chaque cas. On peut citer : la reprise d'un jointoiement dgrad, la rfection d'un enduit n'assurant plus son rle protecteur un remaillage ou des injections (mortiers, rsines) pour colmater d'ventuelles fissures l'amlioration de limpermabilit de surface par l'application d'un repousseur d'eau ou "hydrofuge".

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Mur humide dgrad

LES HYDROFUGES Les produits hydrofuges sont des silicones, des rsines fluores ou des complexes organo-mtalliques de mtaux trivalents qui modifient la force qui s'oppose au mouillage. Ces produits se prsentent soit sous forme solvante, soit en mulsion dans leau. Appliqus sur une surface, ils la rendent hydrophobes*. De ce fait, l'eau roule sur la paroi ainsi traite sans pntrer l'intrieur de la pierre (effet perlant). Un bon produit doit empcher l'eau de pntrer, mais imprativement permettre l'vaporation de la vapeur d'eau contenue l'intrieur du mur et provenant soit des condensations, soit des remontes capillaires. Sinon, cette eau emprisonne va dgrader la maonnerie de l'intrieur. Les premiers hydrofuges, filmognes*, sont aujourd'hui proscrits. Il conviendra, avant tout traitement, de vrifier l'tanchit des gouttires, chneaux, descentes d'eaux pluviales et autres canalisations d'eau. L'application se fait habituellement comme suit : prparation des fonds et le cas chant, schage ; application d'une premire couche la brosse ou au pulvristateur suivant les produits, en utilisant le produit dilu selon les indications de la Fiche technique et le pourcentage de matire active dans le produit.

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CONSEIL DE PRUDENCE Ces produits tant relativement rcents sur le march, il convient d'tre extrmement prudent lors de leur prconisation, en raison du manque de recul sur leurs effets long terme. Des essais devront toujours tre raliss pralablement, sur une zone peu visible du btiment, afin d'observer notamment les modifications ventuelles de coloration du support (dans le cas de la pierre, par exemple). Mais il faut garder l'esprit que ces essais ne sont pas rversibles. Les restrictions et les prconisations d'application du fabricant seront scrupuleusement respectes.

3 CAS DES CONDENSATIONS Deux phnomnes sont considrer selon qu'il s'agit des murs intrieurs ou des murs extrieurs. Murs intrieurs : Lorsqu' un froid vif succde un temps tide et humide, la vapeur se dpose sur les maonneries qui n'ont pas eu le temps de se rchauffer et n'ont pas encore atteint la temprature ambiante. En effet, une temprature et une pression dtermines, l'air ne peut contenir l'tat de vapeur, qu'une certaine quantit d'eau, dfinie par son poids par mtre cube d'air. Cette quantit d'eau diminue avec la temprature. Si l'air ambiant se trouve brusquement refroidi, l'eau excdentaire que l'air ne peut plus retenir se condense en gouttelettes et se dpose sur les murs les plus froids. Murs extrieurs : En t, les gaz humides de l'atmosphre se dposent la base des murs qui est la partie la plus froide. En hiver, la terre refroidit moins vite que les murs extrieurs : les gaz humides remontant de la terre se dposent donc la base des murs, l aussi. Pour lutter contre ces condensations, on peut envisager, suivant les cas de : mettre en place une ventilation mcanique contrle, renforcer, par un doublage ventil, l'isolation thermique des parois. (ce procd est le plus souvent impossible raliser dans un monument ancien pour des raisons esthtiques videntes) mettre en uvre un chauffage des locaux ou des murs.

4 CAS DE L'HUMIDIT ACCIDENTELLE Suite un accident ou un dfaut d'entretien, des ouvrages en toiture (chneaux, gouttires ou descentes), ou des canalisations (colonnes montantes, rseau de distribution encastr, chutes d'eaux uses, etc) se mettent fuir, parfois de faon insidieuse, non dtectable immdiatement. l'eau pntre alors dans les maonneries et cre des dsordres. Un diagnostic prcis des parois traiter s'impose afin de dterminer avec certitude la cause et l'origine exacte de la fuite, ainsi que l' tendue des dgts. Aprs avoir remdi aux causes, la purge des ventuels lments pourris et une bonne ventilation des zones touches par la fuite viendra gnralement bout de l'humidit.

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I LE TRAITEMENT DES ALGUES ET DES MOUSSESDans certains cas, l'humidit, d'origines diverses, provoque la prolifration de mousses et d'algues sur les murs, du plus dplorable effet. Pour lutter contre ces phnomnes, on peut employer les mthodes suivantes : Une mthode ancienne consiste traiter le mur avec de l'eau zingue. Malheureusement le taux de concentration du zinc tant trs faible, l'efficacit du traitement est de courte dure. On obtient des rsultats plus tendus en employant le naphtnate de zinc, ou d'autres produits tels qu'algicides ou fongicides, une solution aqueuse dilue de sels d'ammonium quaternaire. Il convient d'arroser les murs traiter, de prfrence au dbut du printemps, avec une solution aqueuse d'ammonium quaternaire, produit qui prsente l'avantage de ne pas contenir de composants corrosifs (phnol, iode, chlore, ou mercure). Ce traitement arrtant, mais ne supprimant pas, la vgtation existante, il est possible de faire une application pralable de boue (paisseur minimum 0,4 cm) forme d'Attapulgite contenant des concentrations de l'ordre de 0,5 % de Hyamine 1622 et de brosser lgrement aprs schage.

Traitement chimique de pierres colonises par des mousses et des algues

Avant traitement

Aprs traitement

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Chapitre

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TYPES DE MAONNERIESI LES MAONNERIES DE MOELLONSDans nos pays, en dehors des constructions en bois, la pierre a t, jusqu' l'apparition des matriaux actuels tels que le bton ou l'acier, le matriau de construction par excellence. Les diverses caractristiques des pierres, leur extraction, l'volution de leur mise en uvre aux diffrentes poques, ainsi que les maladies qui peuvent les atteindre, seront tudies dans un autre ouvrage de la mme collection, traitant essentiellement de la restauration des difices en pierre de taille.

Moellons assiss - Bourgogne

Dans le cadre du prsent volume, nous nous attacherons uniquement aux maonneries de moellons, c'est dire, aux maonneries composes de blocs de pierre, bruts ou quarris, suffisamment petits pour tre manipuls par un homme sans l'assistance d'un appareil de levage, et assembls l'aide d'un mortier.

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Caractristiques Le choix des pierres est important, et seffectue en fonction du type douvrage raliser. Il est indispensable de connatre la provenance des moellons (carrires dextraction), les caractristiques gomtriques auxquelles ils doivent satisfaire, ainsi que leur forme, leur couleur et leur texture. Les caractristiques des moellons mis en uvre doivent pouvoir tre contrles en rfrence deux chantillons limites prsents au dbut du chantier. Les moellons doivent tre exempts des dfauts suivants fils ou poils (matire terreuse en veines minces) moyes (matire terreuse remplissant des cavits) artes, pouffes (la pierre s'grne l'humidit ou sous le choc de l'outil) bousin (partie tendre interpose entre les lits de carrire) cendrures ou terrasses (fente ou cavit remplie d'une matire trangre pulvrulente) clous (rognons trs durs qui rendent la taille trs difficile) fissures, pouvant tre trs fines, d'origine naturelle ou artificielle (usage de la poudre ou d'outils pneumatiques ou mcaniques suivant la nature de la pierre).

Moellon Tte de chat- Dordogne

Toutefois, certains de ces dfauts peuvent tre admis, s'ils sont connus ou existants dans le moellon d'origine et n'altrent pas les caractristiques prvues. Les particularits, telles que veinages, coquilles, godes, crapauds, trous, nuds, strates, verriers, oxydes et pyrites de fer, peuvent tre aussi considres comme acceptables si elles restent un degr de simple diffrence de nuance. Emploi des pierrres calcaires par temps froid Dans de nombreuses rgions, les clatements de la pierre dus au gel constituent les dgradations les plus importantes sur les btiments : elles rsultent de l'expansion volumique de la glace. En priode de risque de gel, pour diminuer les risques de dtrioration par le gel en priode de froid, (d'octobre mars inclus), les pierres calcaires livres sur chantier doivent avoir une teneur en eau infrieure, ou au plus gale, 75% de la teneur en eau critique dfinie par la norme NF.B.10.512. Ces prcautions ne concernent que les pierres calcaires.

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Selon sa forme, sa taille ou son utilisation, le moellon est dit : assis ou d'appareil : parfaitement quarri comme la pierre de taille en paralllpipdes de 0,01 0,06 m3 aux cotes prcises, de banc-franc, s'il s'agit d'un calcaire tendre qui ne convient gure que pour des murets et murs de clture, bloqu, bourru, brut ou gisant : sans forme prcise, il est utilis surtout comme blocage dans l'paisseur des murs et dans les massifs de fondations, cliv : s'il rsulte du tranchage par clivage de pains de pierre scis (on utilise une cliveuse, appareils de coupe guillotine, en coupe : plac sur chant dans la construction d'une vote, par opposition au moellon plat qui est pos sur son lit, dmaigri : si sa face arrire est moins large que sa face de parement, bauch, bousin ou pin : grossirement taill, mais comportant au moins une face de parement rectangulaire, clat, s'il rsulte d'une taille grossire au pic, au marteau pneumatique ou la masse, quarri : peu prs taill en paralllpipde rectangle, lit : si ses faces de lit sont grossirement tailles, piqu, smill (ou esmill) ou ttu : selon qu'il est taill la pointe (calcaire dur), la smille ou au ttu.

1 MONTAGE DES MURS Les murs en moellons sont les plus courants ; ils sont souvent en calcaire, facile tailler, mais peuvent tre raliss avec toutes sortes de pierres. La qualit de la maonnerie dpend beaucoup de la pose et de la qualit du liant. A POSE DES MOELLONS A BAIN SOUFFLANT DE MORTIER Les moellons sont poss sur un lit de mortier, bien serrs, de faon ce que le mortier reflue en surface. Il faut veiller ce que les moellons soient convenablement humidifis avant lemploi, mais non ruisselants. Ils doivent tre bien enrobs afin quil ny ait aucun contact direct entre eux ; les petits intervalles sont remplis de mortier et les plus importants sont garnis de cales de mme nature que les moellons, de manire obtenir une maonnerie bien pleine. Les moellons dits "de longue queue" alternent avec ceux de queue plus courte de faon assurer une bonne liaison avec le reste de la maonnerie. Si les moellons sont destins tre enduits, la maonnerie est monte par assises sensiblement horizontales mais non rgles, sans souci dune rectitude parfaite des lits. Les joints verticaux sont dcals, autant que possible, et ne se prolongent jamais au-del de deux hauteurs de moellons. Lpaisseur des lits de mortier et des joints dpend des techniques rgionales. Lorsquil est prvu un jointoiement aprs coup, les joints sont dgarnis sur une profondeur de 3 6 cm, humidifis, puis garnis au moyen dun mortier adquat.

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Maonnerie mixte de granit et roches mtamorphiques

B POSE DES MOELLONS SUR CALES OU BAGUETTES La pose est effectue sur baguettes ou cales en bois blanc, humidifies, rgles l'paisseur du joint ; les cales ou baguettes en chne sont exclues, le tanin du chne pouvant provoquer des taches et des coulures. La couche de mortier tale est plus paisse que les baguettes et les cales, de faon bien enrober le moellon. Le moellon est pos sur le mortier et assujetti jusqu' ce qu'il repose sur les baguettes ou les cales, qui sont retires, au minimum, 24 heures aprs. Si un jointoiement est prvu aprs coup, on procde comme pour les moellons poss " bain soufflant". Surface de rfrence ou surface tmoin Si les moellons doivent rester apparents, on aura pris soin au pralable, de slectionner une "surface de rfrence" d'appareillage et de parement existants. Sil n'existe aucune surface laquelle se rfrer, il faudra prvoir l'excution d'une "surface tmoin", afin de pouvoir juger de l'aspect obtenu. Le mur ne sera mont qu'aprs acceptation de cette "surface tmoin".

2 REJOINTOIEMENT DES MAONNERIES ANCIENNES Les joints des anciennes maonneries en moellons doivent tre dbarrasss de toute trace de pollution (peinture ventuelle, pltre, salissure, vgtaux, etc.) et tre dgarnis sur une profondeur de 3 6 cm. Toutes les parties descelles, fissures et friables doivent tre limines. Une fois dgarnis, les joints sont nettoys soit la brosse, soit lair comprim, une pression adapte la friabilit des moellons et des mortiers, puis humidifis.

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Le jointoiement nest effectu quaprs prsentation et acceptation par l'architecte dune surface tmoin.

Rejointement d'un mur

3 CONFORTATIONS INTERNES DE MAONNERIE PAR INJECTION DE COULIS La technique d'injection de coulis consiste faire pntrer au cur des maonneries un mortier, plus ou moins liquide, en confortement ou en remplacement du mortier de pose initial dfectueux ou manquant. Ce procd convient aussi bien aux maonneries en lvation qu'aux fondations, pour un emploi localis ou gnralis. Objectif et intrt Le pourcentage de vides au cur d'une maonnerie ancienne est parfois important : il peut dater de l'origine de la construction ou avoir t aggrav au fil du temps et des intempries, en particulier dans les ouvrages trs exposs. Un apport de mortier par coulis d'injection permet de redonner une cohsion nouvelle aux maonneries anciennes, et de leur restituer leurs proprits mcaniques initiales, sans procder leur dmontage. Elles peuvent ainsi conserver leur dformation et toute leur authenticit; ce titre, l'injection de coulis peut tre considre comme un des outils de la restauration moderne, respectant les principes de la Charte de Venise.

volution de la technique d'injection Vers 1840, lorsque dbutent les premiers grands chantiers de restauration de monuments historiques, le seul procd connu pour consolider des maonneries fortement altres est la dpose/reconstruction, avec les risques de modification dlibre que cela sousentend. A la fin du XIXme sicle, avec l'avnement du ciment arm, la consolidation sans dpose devient possible. Entre temps, l'exprience acquise sur les chantiers et le dveloppement de l'archologie ont fait voluer la connaissance et merger la notion d'authenticit.

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Les premires injections consistent gnralement introduire du ciment dans les maonneries affaiblies pour crer des zones "dures" devant se comporter comme des lments structurels enfouis dans la maonnerie. Au dbut du XXme sicle, les Allemands exprimentent la cathdrale de Strasbourg des injections de ciment liquide sous pression. Les dgts occasionns par la 1re Guerre mondiale donnent un coup d'acclrateur l'utilisation du ciment : on injecte jusqu' 20 tonnes de ciment dans telle glise de Caen, et Reims, la pression d'injection est si forte que les assises de pierre sont rejetes vers l'extrieur ! Il faut attendre les annes '40 pour voir voluer la restauration vers des techniques plus lgres. C'est durant les vingt dernires annes que la technique d'injection de coulis actuelle s'est affine : Vers 1980, le lavage pralable l'eau des maonneries internes est rserv aux cas particuliers, ainsi que l'injection sous forte pression. Les deux dcennies suivantes progressent principalement dans la composition des coulis et le choix des adjuvants, dans le but de s'accorder au mieux aux diffrents types de mortiers rencontrs. Les dconvenues observes sur les maonneries hourdes au pltre incitent paralllement la mise au point de formules de coulis fluidifi base de pltre. Des progrs importants sont galement oprs dans les techniques de sondage non destructif permettant de reprer les faiblesses internes des maonneries.

A NATURE DES PRODUITS CONSTITUANT LES COULIS Le choix des matriaux constitutifs du coulis est trs important : il est dfini partir des tudes prliminaires. Le risque, en effet, est d'obtenir aprs injection, un mlange htrogne constitu de l'ancien mortier d'une part, et du nouveau liant se prsentant sous forme de blocs compacts et de filaments. Par ailleurs, la prise s'effectuant l'intrieur des maonneries, le temps de schage est trs long : les liants ariens (chaux grasse, argile) doivent donc tre additionns des liants hydrauliss, suivant des pourcentages fixs au cas par cas. Les liants utiliss pour la confection de coulis sont de 3 catgories la chaux de construction, le pltre, sous certaines conditions, les ciments conformes la norme NF P 15301, ou les ciments spciaux (par exemple : ciments finement broys), additionns de l'eau de gchage. Peuvent galement s'ajouter : des charges dont le rle peut tre d'expanser le coulis, de le rendre thixotrope, ou de s'opposer sa dcantation, des produits agissant sur les conditions de prise ou sur les performances finales (par exemple : addition des fumes de silice). B CARACTERISTIQUES DES COULIS Les coulis doivent possder les qualits suivantes : 1- facilit d'injection : le coulis doit rester fluide pendant toute la dure d'injection.

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2- stabilit : le coulis doit effectuer le moins de retrait possible, tre stable dans le temps et ne pas perdre ses caractristiques mcaniques sous l'action d'agents extrieurs. Mode et condition de pose

PRECAUTIONS A PRENDRE PREALABLEMENT A LINJECTION Il faut vrifier : l'tanchit des joints entre les matriaux constitutifs de la maonnerie, ou procder la rfection des joints, en rservant des trous de coulage et des vents, l'tanchit et la bonne adhrence des enduits ventuels et, si besoin, mettre en place un platelage de maintien pour consolider les enduits fragiles conserver (pousse hydrostatique), l'tanchit de la base du mur injecter pour viter que le coulis ne s'infiltre et ne se perde dans le sol, la protection des ouvrages craignant l'humidit, l'injection provoquant un apport d'eau. Pour les maonneries trs fragilises ou instables, il faut : mettre en place des taiements avant le dbut des travaux d'injection car l'apport d'eau dans la fourrure par le coulis peut diminuer les liaisons internes, ce qui peut conduire la ruine de l'ouvrage, remailler les fissures.

C ETUDE PREALABLE D'INJECTABILITE Toute confortation par injection doit faire l'objet d'une tude pralable d'injectabilit, adapte aux objectifs. Cette tude comporte trois volets principaux : Identification de la maonnerie existante Etude des coulis en laboratoire Epreuve de convenance sur chantier a Identification de la maonnerie existante Cette tude consiste identifier les caractristiques physico-chimiques des matriaux composant la maonnerie dans toute son paisseur (pierres de taille, moellons, briques, mais aussi les matriaux de remplissage, fourrure, mortier de pose, etc...). La connaissance de la nature des liants composant le mortier en place permet de dterminer la formulation du coulis de confortation, afin dviter une incompatibilit entre matriaux. Ainsi, les maonneries anciennes prsentant des restes de pltre interdisent linjection de coulis base de ciment. Elle dtermine aussi les dimensions respectives des murs, des matriaux de parements, des fourrures, des maonneries de fondation, etc... afin d'estimer les volumes de vide injecter. b formulation du ou des coulis en laboratoire A partir de l'tude de la maonnerie, les caractristiques du ou des coulis sont dfinies : nature des liants, fluidit, maniabilit, retrait, etc. L'tude en laboratoire permet de mettre au point le ou les coulis ayant les caractristiques recherches et compatibles avec la maonnerie existante. Il est notamment important dviter les risques de cration de points durs l'intrieur des maonneries, prjudiciables la stabilit de l'difice et risquant

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de perturber les changes hygromtriques, avec des effets graves sur les enduits intrieurs et les peintures murales notamment (condensation). c Epreuve de convenance sur chantier Cet essai consiste raliser une preuve, bien dlimite, d'injection permettant de tester sur le chantier la composition du coulis mis au point par le laboratoire. Il permet d'affiner la composition du coulis, de prciser le maillage d'implantation des injecteurs et la pression d'injection, d'observer les rsurgences de coulis par le sol ou par le parement, etc... La pression d'injection doit en effet tre adapte l'tat de la maonnerie : trop forte, elle peut dformer les parements, voire mme ruiner la maonnerie sous l'effet de la pousse hydrostatique; trop faible, elle ne permet pas au coulis de s'infiltrer efficacement dans la maonnerie consolider. Les zones exprimentales sont ensuite contrles (par carottage, par mesure de vitesse de propagation du son, ou par auscultation au radar ou autre) pour juger de l'efficacit de l'injection et au besoin revoir certains paramtres. Si les rsultats sont favorables, on peut alors estimer plus prcisment la quantit de coulis injecter et valuer son incidence sur la statique de ldifice. d injection du ou des coulis Pour l'injection du coulis, des trous sont raliss dans les joints de maonnerie, espacement rgulier, et des vents sont mis en place. A titre indicatif, l'espacement est gal, au maximum, l'paisseur de la maonnerie. L'injection se fait de prfrence par gravit (injection gravitaire), ou sous faible pression (0.2 ou 0.3 MPa). L'opration d'injection est effectue par tronons sur une hauteur maximale d'un mtre. Pendant l'opration d'injection, il est ncessaire de mesurer la quantit de produit inject par injecteur, la pression d'injection, le fonctionnement des vents et d'examiner la zone injecte et l'ouvrage pour dceler toute fuite ou dformation de la structure. Des prlvements sont effectus la sortie des vents pour vrifier la qualit du coulis, en particulier la fluidit au cne de Marsh. Le dlai entre deux coulages doit correspondre au temps ncessaire la prise du coulis dtermin par l'chantillon tmoin. e contrle de l'injection Des contrles sont systmatiquement prvus avant les travaux de finition. Ils ont pour objectif de vrifier la cohsion du produit inject par rapport au mortier en place, ladhsion du coulis la maonnerie, et la conformit des proprits entre les matriaux injects et anciens. Ils peuvent tre raliss par carottage (ventuellement complt par des essais mcaniques raliss sur ces carottages), par examen endoscopique depuis le forage, par mesure de la vitesse de propagation du son avec comparaison la valeur initiale, par auscultation au radar, ou par analyse chimique du coulis. Afin dobtenir des rsultats probants, il est ncessaire de coupler les examens destructifs et non destructifs et de procder un contrle de linjection plus long terme.

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Exemple de problme de compatibilit entre la maonnerie existante et le coulis inject : Eglise de Neauphle-le-Chteau Lglise Saint-Nicolas de Neauphle-le-Chteau a t rige au XII me sicle, mais elle est surmonte dune grosse tour n-gothique leve en 1854. Construite de faon conomique, celle-ci est compose de murs de faible paisseur (35 40 cm), constitus pour moiti dun parement extrieur en pierre de taille et dune maonnerie de moellons hourde au pltre gros, comme cest souvent le cas en rgion parisienne. En 1990, une importante campagne de restauration est lance, comprenant notamment des travaux de confortement de la tour, dont la construction fragile a souffert au cours des dcennies. On procde des changements de pierres, la mise en place dun chanage en bton arm la base de la tour, et surtout des injections gravitaires de coulis de confortement des maonneries. Ce coulis est fortement dos en chaux XHA, cest dire chaux hydraulique artificielle, ou ciment. Mais en 1994, d importants dsordres apparaissent sur la tour, fissurations, chutes de matriaux, basculement des pinacles, etc Ces dsordres sintensifient au cours de lhiver. A lissue de plusieurs expertises des dsordres et analyses des mortiers, il est dtermin que la cause du sinistre provient de la production massive de sels de thaumasite provoque par la raction chimique entre le pltre existant dans les maonneries et le ciment du coulis, en prsence dhumidit. Ces sels sont fortement gonflants, particulirement basse temprature, et poussent sur les maonneries jusqu les fendre et les disloquer. Il est noter que la chaux hydraulique naturelle opre une raction identique. La seule solution possible au problme a consist dposer entirement la tour, purger compltement les mortiers en cause, et la remonter lidentique, conforte par un chanage en bton arm.

I LES MACONNERIES DE BRIQUES

1 HISTORIQUE La brique est le fruit d'une longue volution, qui prend sa source dans l'Orient mditerranen ds le VIIIe millnaire avant J.C., ce qui fait d'elle le plus ancien des produits "industriels". C'est sur le site de Jricho que l'on trouve, cette poque, des constructions en boules d'argile sches, qui, ds le millnaire suivant, commencent tre moules dans leur forme paralllpipdique. A Abydos, en haute gypte, des parois en briques sont visibles dans une tombe princire du IVe millnaire avant J.C., soit un millnaire avant les premires constructions en pierre de Sakkhara.

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L'ide d'appliquer la brique les mthodes de cuisson employes pour la cramique depuis le nolithique ne voit le jour qu' la fin du IIIe millnaire, Ur en Msopotamie, o l'on trouve des briques cuites estampilles. Ce sont les Romains qui gnraliseront l'emploi de ce matriau, faisant une fois encore preuve de leur facult rcuprer et amliorer ce qu'ils dcouvraient d'intressant dans les pays qu'ils soumettaient. Introduite au sud de la pninsule, vers le Ve sicle avant J.C. par des colonies grecques, la brique s'y diffuse rapidement, essentiellement comme matriau de construction, voire de parement de murs construits en blocage ; ces parements taient eux-mmes recouverts de marbres ou de stucs travaills limitation des monuments grecs, dcors actuellement tous disparus. La raison principale de l'utilisation massive du nouveau matriau est trs certainement sa maniabilit et sa grande rapidit de mise en uvre, qui permettait de rduire les dlais d'excution des normes programmes raliss par les Romains. La construction des thermes de Caracalla, par exemple, monument de plus de douze hectares, n'a dur que cinq ans. Ce n'est qu' partir du IIe sicle aprs J.C., sous Trajan, puis Hadrien, que se dveloppe une architecture o la brique devient un matriau noble et se montre, la fois matriau de structure et lment de parure : seule, avec effets de polychromie obtenus par des briques de teintes diffrentes, ou associe de la pierre ou du marbre. En Gaule romaine, cependant, l'exception de la rgion toulousaine, rares sont les monuments construits entirement en brique. Cette dernire est plutt utilise dans des maonneries dites en "opus mixtum" o alternent assises de moellons et assises de briques. Avec l'effondrement de l'empire romain, la brique disparat, au mme titre que les autres constructions "en dur", jusqu' la priode mdivale. Mais partir du XIIe sicle, son expansion est nouveau considrable, principalement dans les rgions o la bonne pierre est rare, cest dire, dans la grande plaine d'argile et de limon d'Europe du Nord (Flandres, Hollande, Allemagne du Nord), d'o elle atteindra l'Europe centrale et l'Angleterre. Elle se rpand galement au sud, dans la rgion toulousaine essentiellement pour ne parler que de la France. Grce lindustrialisation, le XIXe sicle offre la brique un renouveau certain, notamment dans les innombrables demeures et pavillons de style "villgiature", o elle se prte l'illusion, au pastiche, au rustique et au pittoresque ; les catalogues des fabricants s'enrichissent de multiples modles et dcors, et la sculpture dcorative en faade devient accessible au plus grand nombre. D'autre part le dveloppement de l'architecture industrielle fait appel la brique, laisse apparente qui, marie au mtal, permet de raliser de grands volumes btis en mme temps que les cits ouvrires adjacentes. Au dbut du XXe sicle, les programmes de logements sociaux des grandes villes font largement appel ce matriau encore abondant et bon march. Aujourd'hui, la plupart des briqueteries locales ont ferm, uniformisant la production, le type et l'aspect des briques.

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2 DIFFRENTES CARACTRISTIQUES RGIONALES

A Les rgions du Sud Dans ces rgions sont conservs, l'poque mdivale et plus tard, les grands formats hrits de l'poque romaine : 23 x 38 cm et 30 x 56 cm, pour la brique rectangulaire, et jusqu' deux pieds de cot pour la carre. Elle tait toutefois souvent refractionne en triangles, dont une face tait place en parements permettant ainsi une grande conomie de matriau et une bonne liaison avec le massif du mur excut en bton de tout venant. Dans le Roussillon, le "cairo" traditionnel (ou "cayrou") mesure 22 x 44 x 6 cm, la "rajole" a les mmes dimensions mais est plus fine, tout comme la "barcelonine" qui correspond un demi "cairo".

Brique - Rgion du Sud

La brique de base que l'on dnommera "brique foraine" partir du XVIIIe sicle, a des dimensions stables, de tournant autour de 28 x 40 ou 30 x 42 cm, et une paisseur variant de 4,5 5 cm. Cette paisseur est maintenue sur les autres formats plus rduits : la "violette" de 36 x 12 cm (utilise pour les votes), le "tiercerine" ou "barrot" de 27 x 12 cm. Le principal atout des grandes briques est d'assurer, de par leur large surface, une bonne liaison entre les constituants du mur, et galement d'viter la distinction entre noyau du mur et parement.

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B Les rgions du Nord Il existe une coupure importante entre le Nord et le Sud du pays. La brique que lon trouve dans les rgions septentrionales lpoque mdivale, est dun format diffrent de la "foraine" toulousaine ; mesurant environ 27 x 13 cm, voire 22 x 11 cm pour une paisseur de 6 7 cm, elle est plus facile manipuler et favorise une maonnerie de parements, souvent polychromes, qui seront abondamment dclins, suivant des caractristiques locales. En Flandre franaise, o la brique a t utilise massivement, se sont dveloppes des architectures composites, de briques de sable, de briques roses, noires, de pierre, de briques et pierres enduites.

Jeux de briques - Rgion du Nord

La brique de sable, de couleur jaune, constitue d'argile et de sable mlangs, tait essentiellement employe dans la plaine maritime, Calais, Bergues, Saint-Omer ou Dunkerque. Utilise brute, sculpte ou moulure et enduite l'imitation de la pierre, elle a servi l'dification ddifices civils, mais aussi ddifices religieux ou de remparts. Vers l'intrieur de la Flandre, on la trouve galement mlange des briques roses, en assises alternes ou en motifs dcoratifs gomtriques, comme au chteau d'Esquelbecq (dbut XVIIe). A Lille, partir du milieu du XVIIe sicle, fleurit une architecture de pierres et de briques, le plus souvent revtues de badigeons et de peintures (parfois limitation de briques) dont le succs perdurera jusqu'au XIXe sicle.

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C Les autres rgions La brique a t utilise dans beaucoup d'autres rgions franaises, souvent en remplissage de pans de bois, en Normandie, par exemple, et frquemment aussi en architecture de briques et de pierres alternes. Parmi les particularismes locaux, il convient de signaler les jeux d'appareils de la Sologne bourbonnaise, o les faades prsentent de faon quasi systmatique, un parement polychrome de briques noires et rouges, motifs gomtriques, forms de doubles bandes obliques d'une couleur, dlimitant des losanges de l'autre couleur, avec, au centre, un motif de quatre briques de la premire couleur.

3 SYSTME CONSTRUCTIF "BRIQUES ET PIERRES" L'introduction d'lments de pierre intervient frquemment dans l'architecture de brique de qualit. Larchtype de cette architecture, est sans doute, l'ancienne Place Royale, actuellement Place des Vosges, qui a dfinitivement fix l'ide d'un style "Louis XIII", n sous Henri IV. Mais ds le XVe sicle, le chteau de Rambure, dans la Somme, ou l'aile Louis XII du chteau de Blois ont dj adopt ce parti esthtique, La pierre vient s'insrer, grce un harpage soigneux, dans le mur de briques pour en former l'ossature et marquer la modnature, plus particulirement au droit des fentres et en chanage dangle.

Appareil craie et brique

Ce chanage de pierres en harpe sera rig en systme, et se dveloppera jusqu' devenir, l'poque classique, un appareil parfaitement rgulier qui constituera le seul dcor de la faade. En 1528, un systme invers de "pierres et briques" est mis la mode au chteau de Fontainebleau : les murs sont en moellons enduits, et l'ossature et la modnature sont en briques.

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4 TECHNIQUES DE FAONNAGE ET CUISSON La production de la brique est un travail complexe qui, pour permettre une production en grande quantit des cots raisonnables, demande une parfaite organisation ; c'est la raison qui, sans doute, explique qu'il a fallu attendre la naissance, au troisime millnaire avant J.-C., d'une socit organise, pour que l'on envisage de cuire des briques, alors que la cramique existait depuis l'poque nolithique. Cinq stades se succdent dans la fabrication de la brique l'extraction de la terre (argile ou limon) la prparation de la pte le faonnage le schage la cuisson.

L'extraction, jusqu' la fin du XIXe sicle o furent inventes les premires excavatrices motorises, se faisait la pelle. La prparation de la pte - mlange d'une ou plusieurs terres argileuses, ou de limon, avec de l'eau et des lments dits "dgraissants", comme le sable, indispensables lorsque les terres sont trop fines se faisait aussi manuellement, ou avec l'aide d'un mange animal. Pour le faonnage, ds l'antiquit, on voit apparatre le moule, cadre de bois avec ou sans fond, aux dimensions de la brique produire. Dans ce moule, pralablement saupoudr de sable pour viter que la pte y adhre, le briquetier tasse et arase la main, une portion d'argile qu'il dmoule ensuite en la renversant sur une surface plane, elle aussi sable. Ce travail, long et fastidieux (un bon ouvrier pouvait faonner plusieurs centaines de briques par jour) restera inchang jusqu'au milieu du XIX e sicle, o un Allemand, Schlickeysen, met au point la premire machine faonner : l'tireuse.

L'tireuse de M. Schlickeysen Introduite par la partie suprieure de la machine, la terre est malaxe dans un cylindre par une vis d'Archimde, actionne par un mange (puis par la suite, motorise) ; sous l'effet de la pression produite, la pte est expulse par un orifice rectangulaire, la base du cylindre, et sort sous la forme d'un boudin parfaitement rectangulaire, qu'il suffit de le sectionner, au fur et mesure de son apparition, intervalles rguliers pour obtenir un paralllpipde rectangle parfait. Ce systme, entirement mcanis et automatis, est toujours utilis pour la production des briques mcaniques qui, hlas, ne peuvent en aucun cas convenir pour une restauration de btiment ancien tant elles sont lisses et rgulires, impossibles marier avec des briques anciennes faonnes manuellement.

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Schage Il est en effet indispensable de faire scher doucement la brique de terre crue, avant de la cuire, si l'on ne veut pas la voir se fendiller et clater sous l'action de la chaleur. Ce schage se fait actuellement en schoir artificiel, mais autrefois, la brique tait mise scher sous de vastes hangars l'air libre, uniquement pendant les priodes de l'anne o aucun risque de gel ntait craindre. Ce qui, dans les rgions d'Europe du Nord, interdisait toute campagne de production de novembre mars. Cuisson C'est l l'opration la plus dlicate, la brique est mise cuire dans un four. Les fours taient l'origine, de vastes cylindres de maonnerie, la base desquels on entretenait un violent feu de bois, sous la sole, grille de maonnerie sur laquelle ont entreposait, tel un chteau de cartes, les diffrents lments de terre cuire : briques, carrelage, tuiles, etc. Dans ce type de four, les degrs de cuisson taient diffrents suivant la position des lments : cuisson trop intense proximit du feu, donnant des briques dures et sombres, trop faible la partie suprieure, produisant des briques ples et gnralement trop tendres pour prsenter de bonnes caractristiques mcaniques. Les lments les mieux cuits, de trs bonne qualit ne reprsentaient que le quart d'une fourne et taient rservs aux jambages, encadrements ou parements extrieurs visibles. Les autres taient utiliss en remplissage. De nos jours, les fours industriels utilisent d'autres combustibles que le bois (gaz, fuel, etc.) et sont optimiss de manire obtenir une chaleur rpartie de faon rgulire, pour une cuisson la plus homogne possible.

5 PRINCIPAUX CONSTITUANTS DE LA BRIQUE ET CARACTRISTIQUES CHIMIQUES Les briques cuites sont fabriques avec tous types d'argile : les ilitiques (couleur marron gris rouge, aprs cuisson), les kaoliniques (trs claires) et les bravaisitiques (couleur orange rose). On trouve dans la pte argileuse essentiellement des lments mtalliques, sous forme d'oxydes plus ou moins hydrats : - les lments dits "rfractaires" dont le degr de fusion est trs suprieur celui de la temprature (de 800 1000) des fours briques : il s'agit de la silice (SiO2), et de l'aluminium (AI2O3). - les lments "colorants" dont la proportion dtermine la couleur basique de la brique (le degr de cuisson tant l'autre facteur dterminant de cette couleur). Ce sont : l'oxyde de fer, l'oxyde de titane, l'oxyde de manganse. - les "fondants", de deux types : les oxydes alcalins : oxydes de sodium et de potassium, les oxydes alcalino-terreux : chaux et magnsie. Que se passe-t-il lors de la cuisson ? La phase de cuisson est dterminante pour la duret de la brique, sa couleur et sa rsistance aux agents atmosphriques - au gel essentiellement.

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Sous l'action de la chaleur maximale du four, et pendant un temps dtermin, les oxydes fondants provoquent la formation d'un verre siliceux impur, car charg d'une importante quantit d'lments rests en phase cristalline, tandis que les oxydants colorants teintent cette masse partiellement vitreuse : en rouge pour l'oxyde de fer, en jaune pour le titane, en noir pour le manganse. Mais pour les briques anciennes, ces colorations pouvaient tre nanmoins affectes par la position des briques dans le four. Les diffrences de teintes avaient pour corollaire des diffrences de duret, donc de taillabilit et de durabilit. Un dficit de 20 30 dans la chaleur du four avait des consquences trs importantes sur la qualit des briques. Mais cette diffrence de temprature ncessitait un supplment considrable de combustible, qui a conduit fabriquer des briques de moindre qualit.

CONSEIL DE PRUDENCE Il convient de prciser que seules les briques de bonne qualit taient destines rester apparentes : certaines maonneries, excutes plus grossirement ou avec des briques de moindre qualit, taient recouvertes d'enduits, et c'est donc une erreur de vouloir tout prix supprimer ces enduits ; il s'agit l d'une mode aussi dplorable que celle de la "pierre apparente" systmatique, qui met jour de mdiocres maonneries de moellons originellement prvues pour tre enduites.

6 MORTIERS Le mortier d'une maonnerie de briques doit avoir deux proprits spcifiques : l'adhrence vis vis de la brique et une cohsion interne importante : c'est lui qui constitue la phase continue de l'assemblage et qui assure la maonnerie son monolithisme. Il est gnralement compos de sable et d'un liant plus ou moins hydraulique fait de chaux ou actuellement de ciment. Les mortiers romains taient raliss avec de la chaux arienne et de la poudre de brique pile. En Flandres, dans les rgions o le sable manquait, le mortier de hourdage pouvait tre compos d'argile crue et d'adjuvants comme la farine de seigle par exemple ; seul le rejointoiement tait fait d'une bourre de quelques millimtres de chaux pure et de crin, ou de mortier traditionnel sable et chaux. La granulomtrie du sable est importante : un sable trop fin a tendance faire trop de retrait. Caractristiques Les proprits physiques et mcaniques de la brique et de son mortier doivent tre proches, sous peine de provoquer l'altration rapide soit des briques, soit du mortier. Mais la capacit de monte capillaire de l'eau travers le mortier, par exemple, ne doit pas tre infrieure celle de la brique : le mortier doit pouvoir agir comme une sorte de drain liminant l'eau absorbe par les briques. Dans le cas contraire, c'est la brique qui sera attaque. De mme, les mortiers doivent aussi avoir une rsistance mcanique un peu plus faible que celle de la brique, mais un coefficient de dilatation proche.

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Les mortiers base de chaux arienne remplissent en gnral ces conditions, mais ils sont peu utiliss cause de leur faible durabilit ; afin d'augmenter leur dure de vie, les entrepreneurs appliquent beaucoup de ciment et peu de chaux, et serrent ce mortier dans les joints. L'utilisation de chaux hydraulique adjuvante permet d'augmenter la durabilit du mortier, mais diminue sa capacit de capillarit, ce qui peut nuire la maonnerie. En revanche, l'adjonction d'argile lve la vitesse de la monte capillaire, de mme que l'ajout de sable, mais au prix d'une moindre rsistance mcanique. Il faut veiller n'employer que du sable de rivire lav. Les dosages du mortier de pose sont donc adapter aux caractristiques de la brique mettre en uvre, et notamment sa vitesse de capillarit.

7 JOINTS Dans une maonnerie de parement classique, la surface du joint reprsente environ 15 25 % de la surface totale, ce qui n'est pas ngligeable, et ncessite de la part de l'architecte une dfinition prcise esthtique et qualitative (forme du joint, paisseur, couleur, ). Le joint joue un rle de protection important et doit avoir un comportement irrprochable dans le temps, quelles que soit les conditions d'exposition. Sa duret est valuer en fonction des sollicitations de l'ouvrage et doit s'harmoniser avec celle du mortier de pose et de la brique. Il y a deux faons de faire les joints : Soit "en montant", c'est--dire au fur et mesure que le mur est mont, en utilisant le mortier de pose, soit "postrieurement", c'est--dire aprs que le mur soit fini. Cette deuxime mthode donne un rsultat plus soign, tant du point de vue esthtique (choix de la composition du joint, rgularit de couleur et de structure) que du point de vue qualitatif (possibilit de maturation et de stabilisation du mortier de pose, mise en uvre par des rejointoyeurs professionnels). Le rejointoyage "a posteriori" permet au mortier de pose d'effectuer son schage et son retrait, et limite ainsi les risques de fissuration des joints ; l'observation montre que les murs rejointoys ainsi ont moins de problmes d'infiltrations d'eaux. Le joint doit avoir une profondeur de l'ordre de 1,5 fois sa largeur.

8 RAGRAGE Les parements de briques de moindre qualit taient enduits et souvent traits en faux appareils de briques ! Le mortier de ragrage pouvait tre compos dhuile de lin, de poudre de brique et de sang de buf. Cette disposition existe au Capitole de Toulouse, par exemple.

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I PATHOLOGIES DES MAONNERIES EN BRIQUEEn dehors des problmes strictement structurels (tassements, fondations, sismes, ) on peut classer les pathologies en deux grandes catgories : celles lies l'humidit et celles lies la pollution atmosphrique. Les pathologies destructives peuvent affecter soit la brique soit le mortier de pose, soit les deux. En outre, les joints peuvent tre dgarnis et ne plus jouer leur rle.

1 MORTIER C'est en fait la dsagrgation du mortier de pose qui fragilise, puis dtruit, les structures en maonnerie de brique ; en effet, le mortier constitue la fois la partie la plus "stratgique" et la plus faible de l'ensemble, et la rupture de sa continuit, pour quelque cause que ce soit, met en pril toute la maonnerie. Les causes de pathologies des mortiers peuvent tre de 3 ordres : 1- causes mcaniques : des contraintes dues des tassements diffrentiels, ou sismes, qui peuvent dpasser la rsistance du mortier et le fissurer. Les contraintes peuvent aussi tre provoques par la croissance de vgtaux s'insinuant l'intrieur des joints. 2- causes chimiques dues l'eau ou la pollution : la chaux et le ciment, de nature basique, sont sensibles l'action des acides, ce qui se traduit par des chanes de dcomposition qui produisent des sels dont certains (les chlorures et nitrates) s'liminent par dissolution dans l'eau, et d'autres (les sulfates) cristallisent en produisant des gonflements (gypse ou ettringite). 3- causes biologiques : la capacit des micro-organismes, bactries, levures et champignons transformer de l'azote atmosphrique en acide nitrique, ou des pyrites en acide sulfurique ; la multiplication de ces phnomnes provoque des altrations parfaitement observables. A cela s'ajoute l'action mcanique des intempries lorsque les joints sont vids.

2 BRIQUE Les pathologies de la brique rsident dans l'altration de sa surface, de son aspect, dans l'augmentation de sa porosit et sa friabilit, jusqu' la dsagrgation.. Lorsqu'elle est apparente, la brique subit l'action mcanique et chimique des intempries. Le phnomne le plus grave est "l'alvolisation" qui dsagrge la brique : elle apparat la base des murs anciens, dans les zones soumises remontes capillaires. Cela est d la structure cristalline cubique des chlorures prsents dans l'eau. La prsence permanente d'eau peut mme provoquer la dissolution interne des briques, qui prennent un aspect cartonneux et perdent leur rsistance mcanique ; cette dsagrgation est due des effets lectrolytiques sur l'argile. Ce phnomne affecte particulirement les briques du XVIIIe sicle, encore cuites dans des fours bois. Elle peut aussi se dsagrger peu peu du fait de la trop faible capacit de capillarit du mortier et de sa trop forte tanchit qui va empcher l'eau contenue dans la brique de migrer dans le mortier et de s'vaporer : la face avant de la brique va reculer peu peu et se creuser par rapport au joint.

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L'utilisation d'un mortier trop rsistant, peut aussi provoquer l'miettement ou la cassure de la brique, par manque de souplesse. Enfin, les parements de brique peuvent prsenter des traces de salissures (noires), des traces moisissures (noires ou vertes), des traces de salptre (blanches et cotoneuses), ou encore des traces d'efflorescences (blanches granuleuses et sches). Il est noter que salptre et efflorescences sont deux phnomnes diffrents.

Salptre et efflorescences Le salptre provient d'une cristallisation de nitrates (d'ammonium, de calcium ou de potassium) la surface de la maonnerie, qui apparat souvent proximit d'gouts, d'anciennes tables ou curies. Les sols y sont gorgs de bactries nitrifiantes qui migrent dans les murs et cristallisent. Le salptre met de nombreuses annes se dvelopper. Pour stopper le phnomne, il faut liminer les bactries l'aide de formol ou de bactricides anioniques, et traiter la cause de l'humidit. Les efflorescences, elles, apparaissent trs rapidement ; elles sont provoques par la migration de sulfate de sodium provenant du mortier de jointoiement. Elles cdent facilement au traitement par un gel acide, suivi ventuellement d'un hydrofuge microporeux.

I DIAGNOSTIC ET RESTAURATION DES MAONNERIES DE BRIQUEFace un mur de brique altr, il convient tout d'abord de procder un examen permettant d'identifier le type de pathologies : problme d'humidit, dfaut de stabilit ? On tchera ensuite d'en dterminer la (ou les) causes : s'il s'agit d'altrations dues l'humidit, on identifiera si elle provient d'une faiblesse de la couverture - zinguerie, d'une porosit excessive du parement ou de remontes capillaires venues du sol. Dans un premier temps, on s'attachera donc tenter de supprimer les facteurs dtriorants. Ensuite on entreprendra de restaurer le parement abm. Pour cela, il faut identifier le type de brique concern (terre cuite, brique de sable, brique silico-calcaire) et ventuellement retrouver son lieu de provenance. Des analyses chimiques et des examens minralogiques et microscopiques permettent aussi de dterminer la composition du mortier et la nature des altrations subies. Par ailleurs, un examen visuel soigneux, appuy ventuellement par des analyses, doit permettre de vrifier si la brique tait nue ou apparente derrire un badigeon, ou totalement couverte. Dans ces deux derniers cas, elle ne doit pas tre dcape car, vraisemblablement sa qualit de cuisson ou d'aspect ne lui permet pas d'tre laisse visible.

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1 INJECTION DE COULIS Si l'intgrit de la maonnerie est menace, des injections de coulis de mortier peuvent tre envisages ; elles permettront de combler les vides ou les fissures reprs dans la maonnerie. Comme pour l'injection dans les maonneries de pierre, la composition du coulis et le protocole suivi pour l'injection ont une grande importance pour la qualit des rsultats. Le coulis d'injection doit tre compatible avec l'existant et prsenter des caractristiques analogues, car il doit y avoir une parfaite adhrence du coulis inject sur le mortier existant et sur les briques ; la composition de ceuxci doit donc tre analyse pralablement et des essais raliss.

2 TRAITEMENTS DE SURFACE Il est souvent ncessaire d'utiliser plusieurs mthodes de nettoyage avant de trouver la plus convenable, cause des divers types de salets qui se forment sur la maonnerie en brique et des diffrentes caractristiques des briques et mortiers. Le nettoyage des efflorescences peut s'effectuer en grande partie l'aide d'une brosse ; si c'est insuffisant, il faut laver le mur l'eau, frotter la brosse, et rincer de nouveau. Si le rsultat n'est pas satisfaisant, on peut appliquer une solution d'acide muriatique (solution 1 pour 9 d'eau) sur le mur bien mouill, puis rincer. Mais si des efflorescences apparaissent soudain sur un mur ancien, il faudra d'abord identifier la source de l'humidit excessive qui a engendr ce phnomne. Le nettoyage des mousses, lichens, vignes et plantes grimpantes, nuisibles la maonnerie cause de l'insinuation des racines dans les joints, s'effectue par l'application de sulfamate d'ammonium ou d'une solution de silico-fluor de zinc ou de magnsie (proportion 1 pour 40 d'eau) ; on peut galement employer un herbicide commercial. Le nettoyage des parasites, champignons, etc, s'effectue aisment avec un fongicide. Il peut tre suivi d'un hydrofuge si l'on veut prolonger l'effet.

3 REJOINTOIEMENT La rfection des joints est une opration de protection primordiale pour la conservation du mur. Dans la mesure du possible, on s'attachera conserver les joints des restaurations antrieures en bon tat ; pour les autres, on procdera la rfection des joints avec un mortier soigneusement adapt, ou conforme l'tat d'origine s'il est connu. Colorer le mortier si ncessaire, avec de l'oxyde.

4 HYDROFUGATION La brique semble mieux ragir que la pierre aux procds d' hydrofugation ; la brique ancienne particulirement, qui est gnralement plus poreuse et qui peut tre amliore par ce procd. L'hydrofugation peut, pendant un certain temps, permettre la brique d'viter les altrations dues la stagnation d'humidit. Toutefois, le traitement hydrofuge, en rendant moins aiss les changes hydriques, favorise les problmes de pathologies dues au gel : il faut donc parfaitement matriser l'intervention.

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5 SABLAGE Comme pour les parements de pierre, le sablage a t considr une poque comme une solution efficace de nettoyage ; mais cette technique, trop agressive, rode la couche extrieure protectrice qui, l'image du calcin pour la pierre, protge la brique. Les actions destructives du gel s'en trouvent facilites et mettent en pril la brique, surtout si sa cuisson n'a pas t parfaite.

6 NETTOYAGE PAR MICRO-SABLAGE ET HYDRO-GOMMAGE Le nettoyage des encrassements, dpts noirs et salissures de suie s'effectue soit par application de compresses, soit par micro-sablage ou hydro-gommage. Ces techniques de nettoyage, relativement douces, peuvent tre adoptes pour la brique en bon tat ; nanmoins, on se souviendra que la brique tant plus poreuse que la pierre, l'utilisation de l'eau doit tre parfaitement contrle. Mais attention, si la brique est trs ancienne, il faut rflchir l'utilit d'effectuer un nettoyage qui ne durera pas plus de dix ans.

7 COMBLEMENT DE ZONES MANQUANTES Les rparations au mortier d'imitation sont plus difficiles raliser pour la brique que pour la pierre, d'une part pour des questions d'aspect, et d'autre part pour des question de porosit : la composition de ces mortiers leur donne gnralement une capillarit plus faible que la brique qui ne permet pas la continuit des migrations hydriques.

8 REMPLACEMENT DE BRIQUE C'est la solution la plus souvent choisie, car la pulvrulence de la brique nest pas rversible, et le remplacement est techniquement assez simple raliser. Toutefois, il faut tre en mesure de retrouver le mme type de brique, avec les mmes caractristiques et un aspect identique. Ensuite il faut s'assurer, par une uniformisation des joints et une patine ventuelle, de l'intgration des lments neufs dans le mur ancien. C'est pourquoi le remplacement de briques anciennes doit tre fait avec soin et parcimonie.

I LES COLOMBAGES OU PANS DE BOISSi la tradition romaine de construction en pierres et en briques sest maintenue dans de nombreux pays au Moyen-ge, dans les pays du centre de lEurope et en France, on btissait essentiellement en bois. Ce type de construction a subsist pendant plusieurs sicles, pour les difices civils essentiellement, la technique samliorant et laissant une place croissante la maonnerie, cela vraisemblablement pour deux raisons essentielles : lloignement progressif des lieux dexploitation d la diminution des forts, et les risques dincendie inhrents ce type de construction. En outre, cette volution technique amliora la prennit des constructions. Pour viter le pourrissement des bois en contact avec le sol, on commena par raliser des soubassements en maonnerie. Les remplissages ne se firent plus uniquement en terre ou en torchis, mais en maonneries diverses : de moellons, de briques, de tuileaux, etc.

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Puis, les murs sparatifs entre deux maisons mitoyennes furent entirement construits en maonnerie, ce qui permettait dy adosser des chemines en toute scurit, et damliorer considrablement lisolation entre btiments conscutifs. Seules les faades et les refends continurent dtre difis en pan de bois, et ce malgr les nombreux textes de loi qui, de faon constante depuis le 16me sicle, tentrent de rglementer, voire dinterdire leur utilisation. Notons : un arrt du Parlement du 17 mai 1571, exigeant la dlivrance dune permission spciale pour pouvoir btir en pan de bois, un dit royal de 1607 qui proscrit lusage du pan de bois au rez-de-chausse, une ordonnance des Trsoriers de France grands voyers de Paris, date du 18 aot 1667, qui limite huit toises (environ 15,60 m) la hauteur des faades en pans de bois, interdit les pignons sur rue et oblige revtir les pans de bois, lextrieur comme lintrieur, dun enduit de pltre sur lattes cloues, un rglement du matre gnral des btiments, du 1er juillet 1712, prcisant les conditions de mise en uvre de plinthes dentablements, de corniches, etc. en pltre, les ordonnances de police du 28 avril 1719 et du 13 octobre 1724 qui interdisent de nadosser aucun conduit de chemine un pan de bois, et damliorer la liaison des maonneries avec les poteaux de bois par chevillage et rainurage de ces derniers.

Faade pans de bois Strasbourg, la petite France

Malgr toutes ces rglementations et interdictions, lusage du pan de bois sest maintenu de faon courante jusqu la fin du XIXe sicle. Dfinition Un pan de bois est un mur constitu dune ossature de pices de bois assembles dans un plan vertical, et dun remplissage ou hourdis, comblant les vides entre les diffrentes pices, ralis soit en torchis, soit en maonneries de briques, de tuiles, de gravats ou de petits moellons, hourds la chaux ou au pltre. La technique de mise en uvre dun pan de bois relve la fois du savoirfaire du charpentier, et de celui du maon. En effet, ses exigences fonctionnelles sont identiques celles dun mur de

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maonnerie : stabilit aux efforts verticaux et horizontaux, tanchit leau et lair, isolation au froid et au bruit : Il est donc normal de ltudier dans le cadre dun ouvrage sur la maonnerie.

1 LMENTS CONSTITUTIFS

A La structure La structure dun pan de bois est compose principalement : de pices de bois verticales appeles poteaux, vhiculant verticalement charges et surcharges, de pices horizontales hautes et basses, appeles respectivement sablire hauteet sablire de chambre, dans lesquelles les poteaux sont assembls, par tenon et mortaise, et maintenus ainsi en position verticale, de pices inclines remplissant la fonction de contreventement, nommes dcharges ou charpes. Si les charpes forment un angle avec la verticale infrieur 30, elles sont nommes guettes ; si elles sont assembles en croix, ce sont les croix de St Andr. Ces p