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)
-
Gilles MARTINET : Directeur général du LERM, Laboratoire d’études et de recherches sur les matériaux
-
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
Conclusion
En anglais
3. La chaux : ce que la chimie a permis de comprendre
Malgré cette longue histoire remplie d’actes et d’expérimentations et l’apport des connaissances scientifiques exposées plus haut, le vocable chaux reste encore très générique. Les chimistes, les industriels et les utilisateurs n’en ont pas toujours la même définition. Nous tâcherons ici de permettre une nécessaire clarification sémantique.
3.1 Cuisson du calcaire, création de la chaux
Le terme chaux regroupe donc, encore aujourd’hui, un grand nombre de produits, dont le seul point commun est d'être obtenu par calcination (chauffage à haute température) d’une pierre calcaire. En cherchant volontairement à simplifier : selon la composition du matériau de base, le cru, on obtiendra au final de la chaux aérienne ou de la chaux hydraulique.
Par décarbonatation de la calcite aux environs de 900 °C (CaCO3), la chaux vive (CaO) est obtenue selon la réaction suivante :
Cette réaction génère un fort dégagement de gaz carbonique (CO2) et s'accompagne d'une perte de poids d'environ 45 %.
La chaux vive désigne donc le matériau brut obtenu en sortie de four dont le constituant principal est l'oxyde de calcium, qui a pour formule CaO. C’est un produit potentiellement dangereux, principalement employé dans l'industrie, l'agriculture et le traitement des sols (terrassement).
Hydrophile, elle est également utilisée pour assécher et détruire les matières organiques riches en eau.
3.2 Extinction de la chaux vive
L’extinction de la chaux correspond à la transformation de chaux vive en chaux éteinte par ajout d'eau (H2O). Cette opération d'extinction produit l'hydroxyde de calcium Ca(OH)2, selon la réaction :
Cette réaction est très exothermique (1 155 kJ/kg de CaO). Elle correspond à...
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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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