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
La chaux, toute une histoire
En anglais
1. Le calcaire, la pierre à chaux
Pour évoquer la chaux, il faut en premier lieu parler de la matière première : le calcaire.
Sans calcaire, pas de chaux.
Le calcaire est le cru, la chaux est le cuit.
Les calcaires sont des roches sédimentaires très abondantes dans la constitution superficielle de la croûte de notre terre. Elles sont composées majoritairement de carbonate de calcium (CaCO3) et, dans une moindre mesure, de carbonate de magnésium (CaMg(CO3)2). Lorsque ces roches comportent une proportion non négligeable d'argiles, on utilise des terminologies telles que « marne calcaire » ou « calcaire argileux ».
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Leurs principales caractéristiques sont les suivantes :
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du point de vue chimique : elles contiennent au moins 50 % de calcite (CaCO3), ont généralement une faible dureté et font effervescence à l’acide chlorhydrique (dégagement de CO2) ;
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du point de vue géologique : elles proviennent la plupart du temps de l’accumulation de dépôts, fossiles ou terrigènes. Elles peuvent être aussi issues de précipitations chimiques ou biochimiques.
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Leur classification est faite suivant leurs caractéristiques principales :
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la proportion de calcite : calcaire pur, dolomitique, argileux... ;
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le milieu de dépôt : calcaire marin, lacustre, continental... ;
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la taille des grains : calcaire micritique (calcite microcristalline dont la taille n’excède pas 10 µm), sparitique (calcite spathique d’environ 100 µm), grossier (calcite de plus de 200 µm) ;
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leur texture, leur compacité, la nature et/ou la quantité de fossiles : calcaire marbrier, coquillier, oolithique, récifal, à milioles...
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Les roches calcaires (figure 1) sont aujourd’hui utilisées comme :
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matériau ornemental (sculpture et statuaire) ;
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roche à bâtir dans la construction ;
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matériau de voirie ;
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sable et granulats dans la fabrication des mortiers, des bétons, des assises de chaussée et des enrobés bitumineux ;
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charge minérale pulvérulente dans divers produits industriels (plastiques,...
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Le calcaire, la pierre à chaux
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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