Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Produit minéral très répandu, la chaux est apte à des usages divers selon qu'elle est aérienne ou hydraulique. Cet article propose une présentation générale, géologique, historique et chimique de la chaux, et décrit d'abord sa matière première, le calcaire. Longtemps employée dans l'ignorance des mécanismes chimiques à l'oeuvre dans sa préparation et dans sa prise, la chaux a été l'objet d'un usage empirique, mais subtil : l'ajout de fines volcaniques est par exemple une pratique courante depuis l'Antiquité grecque. Cet empirisme a généré, pour désigner la chaux et ses différents états, une terminologie foisonnante. Liant fondamental dans la construction et l'architecture, cet article évoque son emploi dans ce domaine à travers le temps. Plus tard, la réalisation de grandes infrastructures de génie civil partout en Europe stimulera la recherche sur la qualité de la chaux comme liant pérenne des maçonneries. Les étapes de la connaissance rationnelle de la chaux, et notamment de celle de ses prises aériennes, hydrauliques, voire pouzzolaniques, sont ainsi retracées. Il est ensuite explicité les définitions chimiques acquises pendant cette période.
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Lime, a widespread mineral product, is suitable for various uses according to its hydraulic or air hardening properties. As an introduction, this article presents a general, geological, historical and chemical presentation of lime and firstly describes limestone, its raw material. Used for a long time without any knowledge of the chemical mechanisms at work in its preparation and setting, lime has been used in an empirical and yet subtle way for instance, the addition of volcanic ashes has been a common practice since the times of ancient Greece. In order to define lime and its various states this empiricism has generated a profuse terminology which this article aims at clarifying. As lime is an essential binder in the construction and architecture sectors, this article evokes its use in this field since ancient times. From the 18th century on, the building of great civil engineering structures all over Europe has stimulated research on the quality of lime as a lasting binder for masonry. This article presents the development of the rational knowledge of lime, and especially of its air hardening, hydraulic or even pozzolanic setting. It finally explains the chemical definitions acquired during this period of time.
Auteur(s)
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Gilles MARTINET : Directeur général du LERM, Laboratoire d’études et de recherches sur les matériaux
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Philippe SOUCHU : Documentaliste au LERM, Laboratoire d’études et de recherches sur les matériaux
INTRODUCTION
La chaux est à la fois le liant minéral majeur de l’histoire de la construction et un des produits minéraux les plus utilisés depuis le début de l’ère industrielle. Avant la chaux, le plâtre, fut la première matière cuite pour réaliser l’acte de construire. Issu du gypse, roche évaporitique, il fut notamment maîtrisé dès l’Ancien Empire de l’époque pharaonique. Puis, les mélanges avec des matériaux carbonatés apparurent.
Le présent article ne cherchera pas à retracer l’histoire des liants minéraux et se focalisera sur la chaux seule. L’apparition des ciments dits « naturels » et des ciments dits « Portland » suivra dans le temps, même si cette chronologie linéaire n’est pas si simple : tous ces produits ont parfois cohabité et cohabitent encore.
Après la présentation de la matière première, ce document retracera l’évolution de l’utilisation de la chaux dans la construction, les expérimentations séculaires dont elle fut l’objet, et l’apport de la science à sa compréhension.
La dernière partie sera consacrée à lister simplement les données, réactions et définitions chimiques acquises et tentera de faire le lien avec deux documents de cette collection qui traiteront dans le détail, pour l’un de la chaux aérienne, pour l’autre de la chaux hydraulique.
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Présentation
Le calcaire, la pierre à chaux
En anglais
4. Conclusion
Au terme de cet article, il apparaît que la chimie a permis d'appréhender clairement les diverses réactions dans lesquelles est impliquée la chaux : décarbonatation, hydratation, carbonatation, prise aérienne, prise hydraulique, prise pouzzolanique (figure 7). Comme dit le rapport de l'Académie royale des sciences à propos des recherches de Vicat : « de saines théories éclairent de leurs lumières la pratique de l'art que l'on exerce ».
Cette mise en ordre des phénomènes et l'explication rationnelle de leurs mécanismes sont les résultats décisifs de la pratique du laboratoire moderne.
N'oublions pas, cependant, que « dans la pratique de l'art que l'on exerce », les différents phénomènes, que l'analyse rationnelle a dissociés, restent contemporains : une chaux aérienne peut être faiblement hydraulique, une prise hydraulique n'exclut nullement une prise aérienne, une réaction pouzzolanique, en fonction de la composition du calcaire ou de la chaux, peut prendre le relais de la réaction hydraulique (figure 8).
C'est précisément la diversité de phénomènes imbriqués qui, jusqu'à Vicat, a fait obstacle à la compréhension de l'hydraulicité. Le rapport de Gay-Lussac fait à l'Académie des Sciences sur le mémoire de Vicat, résume l'ensemble des recherches menées jusqu'alors et aligne des noms aussi prestigieux que ceux de Smeaton, Clark, Higgins, Chaptal, Vitalis, Saussure, Descotils, Bergman... Ce résumé fait de la recherche sur la chaux une exceptionnelle aventure intellectuelle.
« ...Ensuite, du point où s'étaient arrêtés ses devanciers, M. Vicat a franchi l'intervalle qui séparait encore le laboratoire du chimiste des grands ateliers de construction » écrit dans son exposé introductif au rapport de Girard , dès 1819, M. Bruyère, Inspecteur général des Ponts et Chaussées.
Cette remarque souligne l'un des projets de Vicat (pour lequel il ne déposera pourtant aucun brevet) : suite à l'analyse des constituants de la chaux hydraulique, s'ouvre la possibilité de fabrication à grande échelle d'un liant artificiel aux qualités régulières. C'est ce que Vicat nomma la chaux factice.
L'ère des pionniers, qu'ils soient artistes ou savants, débouche ainsi sur celle de la production...
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Conclusion
ANNEXES
Association technique de l’industrie des liants hydrauliques (ATILH)
Chambre syndicale nationale des fabricants de chaux grasses et magnésiennes
École d'Avignon – Centre de formation à la réhabilitation du patrimoine architectural
Laboratoire d'études et de recherches en matériaux
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