anah. - Infoterre

BRGM
BRGM
AGENCE REGIONALE
PAYS-DE-LA-LOIRE
10, rue Henri Picherit
44300 NANTES
ANAH
AGENCE NATIONALE POUR
L'AMELIORATION DE
L'HABITAT
9 boulevard des
Capucines
75002 PARIS
Tel : 40.37.15.15
Fax : 40.74.82.12
ENTRETIEN ET RESTAURATION
DP PATRIMOINE ARCHITECTURAL
RESUME DES RESULTATS DE LA PHASE
TYPOLOGIE DES ALTERATIONS
R 31607 PAL 4S 90
J.D. MERTZ-* - P. VERZIER-
BRGM Pays de la Loire - 10 rue Henri Picherit
44300 NANTES
CRITT MATERIAUX - 19 rue St Junien
67300 SCHILTIGHEIM
-2-
R ES Ü M E
Les bâtiments construits en pierres calcaires tendres de nombreuses
villes
de
l'ouest
présentent
des
dégradations
et
des
altérations
regroupées sous le terme "maladies de la pierre".
Cette dégradation des bâtis et des façades qui ne sont pas classées
ou inscrites implique de mettre en oeuvre des techniques d'entretien
de restauration,
qui doivent
être
adaptées aux
problèmes
et
techniques
posés, aux capacités financières des gestionnaires des immeubles et
aux
caractéristiques de la propriété des immeubles considérés.
Dans
patrimoine
le
domaine
bâti,
les
de
l'entretien
connaissances
et
de
acquises
la
réhabilitation
du
par
l'expérience
des
architectes et des artisans sont nombreuses, mais ces connaissances sont
souvent
difficilement
environnements.
Par
extrapolables
ailleurs, des
à
d'autres
laboratoires
ont
matériaux
ou
développé
des
connaissances à caractère fondamental qui sont parfois très en amont
ou
difficilement accessibles aux utilisateurs.
L'Agence Nationale
pour l'Amélioration
de l'Habitat
a décidé
contribuer au financement et à la réalisation d'un programme de
de
travail
élaboré par l'association Nantes Renaissance et le BRGM dans le cadre de
l'Institut Atlantique de Génie Urbain (IAGU). Ce programme a pour but de
mettre à la disposition des praticiens les connaissances et
expériences
leurpermettant d'intervenir leplus efficacement sur le bâti en pierre de
taille. L'étude présentée dans ce rapport s'insère dans ce cadre.
La première phase de ce travail
première a pour
objet l'établissement d'une
(c'est l'objet du présent rapport),
l'établissement de diagnostics sur
de la région.
se décompose en deux parties ; la
typologie des
altérations
la deuxième partie est consacrée
des bâtiments de différentes
à
villes
-3-
Cette première partie du travail (Typologie des altérations) a
basée sur
des
relevés, des
descriptions de
façades
et
des
d'échantillons de pierres, joints et mortiers sur 15 bâtiments
été
prises
répartis
sur 6 villes.
Les méthodes analytiques employées ont été :
. des analyses pétrographiques et minéralogiques au microscope
optique polarisant
. des analyses par diffraction des rayons X sur poudre brute
. des analyses au microscope électronique à balayage couplées à des
micro analyses X
Villes concernées :
Blois, Château-Gontier, Châtellerault, Chinon, Nantes et Saumur.
L'étude montre que les altérations rencontrées sont les suivantes :
L'encroûtement : c'est un processus d'agglomération de particules.
L'origine peut être chimique (cristallisation de gypse)
ou organique (présence de mousses et lichens).
La dissolution : il se produit une dissolution par l'eau de pluie. Ce
type
important que
d'altération
le ruissellement
est
d'autant
est faible
ou que
plus
fréquent
1'imbibition de
et
la
pierre est importante.
La désagrégation sableuse : l'eau joue également un rôle important, la
dissolution
roche finit par libérer les grains
des
éléments
minéraux
de la matrice rocheuse. Au
les grains sont libérés, donnant un aspect sableux.
de
la
toucher,
-4-
Le débit en plaques : des plaques entières de la pierre se détachent, ce
type de dégradation est
lié à la cristallisation
de sels au sein de la pierre (sulfates, chlorures de sodium, e t c . ) .
L'ampleur des dégradations dépend :
. de la nature (composition chimique et minéralogique) des pierres
calcaires employées
. des mortiers et joints employés lors de la mise en oeuvre
. de 1'orientation et exposition des façades.
Dans la deuxième
partie
de l'étude
les diagnostics détaillés
porteront sur les sujets suivants :
- l'impact
utilisées. Nous
à
différentes échelles des
nous attacherons
à mettre
techniques de nettoyage
en évidence
les causes de
corrosions observées sur des bâtiments nantais (7 place Royale, 11 place
Royale et rue Couëdic) ;
- l'analyse du mécanisme de débit en plaques des tufféaux (centre
commercial des Halles à Château-Gontier) ;
- 1 'étude des corrosions engendrées par la cristallisation de sels
(Eglise Saint Jacques à Châtellerrault) ;
- les problèmes
d'adhérence et
d'accrochage mortier-tuffeau
d'un
point de vue minéralogique, chimique et physico-chimique (6 quai Charles
VII à Chinon) ;
- les causes des répartitions et concentrations de particules (fer,
plomb) sur une façade fortement exposée à la pollution urbaine (Hôtel de
Ville à Saumur).
-5-
SOMMAIRE
page
RESUME
2
INTRODUCTION
6
1 - OBJECTIF DE L'ETUDE REALISEE
8
2 - CADRE DE L'ETUDE
8
3 - METHODE DE TRAVAIL
10
4 - DESCRIPTION DES CRITERES DE SELECTION DES BATIMENTS ..
10
5 - PRINCIPAUX RESULTATS OBTENUS
11
5.1 - L'encroûtement
11
5.2 - La dissolution
12
5.3 - La désagrégation sableuse
12
5.4 - Le débit en plaques
13
-6-
INTRODUCTION
Le patrimoine architectural
en pierre
dégradation progressive du fait des
Ces altérations
regroupées
calcaire est
soumis à
altérations des pierres de
sous le
terme
une
taille.
générique "maladies
de
la
pierre" ont des origines variées.
Ces altérations concernent les bâtiments anciens qui donnent à
une
ville et à une région son caractère architectural.
La dégradation
des bâtis
et
des façades
oeuvre des techniques d'entretien et
adaptées aux problèmes techniques
implique de
mettre
de restauration, qui doivent
en
être
posés, aux capacités financières
des
gestionnaires des immeubles et aux caractéristiques de la propriété
des
immeubles considérés.
Dans
patrimoine
le
domaine
bâti,
les
de
l'entretien
connaissances
et
de
acquises
la
réhabilitation
du
par
l'expérience
des
architectes et des artisans sont nombreuses, mais ces connaissances sont
souvent difficilement
extrapolables à
d'autres matériaux
ou
environ-
nements. Par ailleurs, des laboratoires ont développé des
connaissances
à caractère fondamental qui sont parfois très en amont ou
difficilement
accessibles aux utilisateurs.
L'Agence Nationale
pour l'Amélioration
de l'Habitat
a décidé
de
contribuer au financement et à la réalisation d'un programme de travail,
élaboré par l'association Nantes Renaissance et le BRGM dans le cadre de
l'Institut Atlantique de Génie Urbain (IAGU). Ce programme a pour but de
mettre à la disposition des praticiens les connaissances et
expériences
leur permettant d'intervenir le plus efficacement sur le bâti en
pierre
de taille. L'étude présentée dans ce rapport s'insère dans ce cadre.
-7-
Le programme se
decompose en 3
phases (définies dans
le point
2
"Cadre de l'étude".
Les résultats
obtenus dans
les
différentes étapes
du
programme
feront l'objet d'un maximum de diffusion auprès des villes concernées, à
travers des rapports, des publications et des réunions d'information.
-8-
1 - OBJECTIF DE L'ETUDE RFALISEE
Dresser une typologie des principales altérations observables
les bâtiments construits en pierre de taille dans les villes
dans
concernées
par cette étude.
2 - CADRE DE L'ETUDE
Le présent
première étape
rapport
d'un
synthétise
programme de
les informations
travail
obtenues
qui comprend
trois
de
la
phases
principales.
PHASE I : Caractérisation des pathologies et diagnostics sur des
bâtiments en pierres calcaires tendres.
Cette phase
comprend d'une
part
une typologie
des
dégradations
observées sur les bâtiments (objet du présent rapport), d'autre part des
diagnostics détaillés
sur ces
bâtiments pour
définir les
causes
des
dégradations observées.
Cette phase du
programme de travail
va permettre de
sélectionner
les types de dégradation sur lesquels porteront les phases ultérieures.
-9-
PHASE II : Etude des spécifications des matériaux, joints et
enduits
L'objet de cette
phase des
cations complémentaires aux normes
risation appropriée
des
travaux sera de
existantes, permettant une caracté-
matériaux, mis
joints, enduits, produits
de
définir des spécifi-
en
oeuvre
substitution,
de
(pierres, taille,
consolidation
et de
protection...).
PHASE III : Techniques d'entretien et de préservation
Pour
cette
existantes seront
phase
du
programme,
les
étudiées. L'objectif
sera
différentes
d'évaluer
techniques
les méthodes
existantes, d'en définir leur champ d'application et d'ouvrir des
nouvelles à la recherche dans ce domaine.
voies
-10-
3 - METHODE DE TRAVAIL
Cette étude de la
relevés, des
typologie des altérations a
descriptions
de façades et
été basée sur
des prises d'échantillons
des
de
pierres, joints et mortiers sur 15 bâtiments répartis sur 6 villes.
Les méthodes analytiques employées ont été :
. des analyses pétrographiques et minéralogiques au microscope
optique polarisant
. des analyses par diffraction des rayons X sur poudre brute
. des analyses au microscope électronique à balayage couplées à des
micro analyses X
Villes concernées :
Blois, Château-Gontier, Châtellerault, Chinon, Nantes et Saumur.
A - DESCRIPTION DES CRITERES DE SELECTION DES BATIMENTS
Les bâtiments
sélectionnés
en
étudiés
liaison
dans
avec
le
les
cadre
de
services
cette
étude
techniques
ont
des
été
villes
concernées et correspondent aux critères suivants :
. ils présentent des symptômes de dégradation (plus ou moins
accentués)
. ils sont représentatifs (au sens statistique) du point de vue
architectural et du point de vue de la nature des pierres et des
joints employés.
-11-
Sont inclus également :
. des bâtiments qui, du
fait de restaurations successives
peuvent
présenter une forte hétérogénéité dans la nature des pierres (exemple
Tuffeaux "blancs", "jaunes", etc..
et/ou Sireuil, Tercé, Chauvigny,
etc..
. des bâtiments, sur lesquels
des restaurations de façades ou
des
traitements ont été réalisés relativement récemment, et pour lesquels on
dispose d'une
information sur
le type
de traitements
effectués, les
dates et l'historique des travaux.
5 - PRINCIPAUX RESULTATS OBTENUS
Quatre types
d'altérations ont
été constatés
sur l'ensemble
des
immeubles et bâtiments étudiés.
5.1 - l'encroûtement : c'est un processus
particules.
(cristallisation
de
gypse) ou
d'agglomération de
L'origine
organique
peut
(présence
être
de
chimique
mousses
et
lichens).
Les encroûtements ont
étudiés
mis
à
part
été observés dans
ceux
qui
avaient
été
la plupart des
récemment
bâtiments
traités. Les
encroûtements apparaissent plus particulièrement sur les parties humides
de la façade qui sont protégées
phénomène est plus
bâtiment de
du ruissellement de l'eau de pluie. Ce
particulièrement observable dans
l'Hôtel
commercial des Halles
de
Ville
de Saumur, sur
la
la façade Nord
façade
de Château-Gontier où, bien que peut
du
du
centre
fréquente,
elle est marquée par des tapissages noirâtres à la surface des pierres.
L'Eglise
Saint
Jacques
à
Chatellerault
présente
également
encroûtements et des colonisations de mousses dans les parties moins
des
-12-
pentues de l'édifice.
formation de
gypse
Les encroûtements d'origine
ont été
remarqués
l'iimmeuble 6 quai Charles VII à
sur le
chimique, liés à
bâtiment
principal
Chinon, ce sont les parties
la
de
saillantes
qui présentent les encroûtements de gypse les plus importants.
5.2 - La dissolution : il se produit une dissolution par l'eau de pluie.
Ce type d'altération
et important que le ruissellement est
pierre est importante. Ce type de
parties de l'édifice
ou l'eau
est d'autant plus
fréquent
faible ou que 1'imbibition de
phénomène est donc accentué dans
ruisselle moins rapidement
et dans
la
les
les
régions où la pluie est fine et fréquente (crachin) car la part d'eau de
pluie qui ruisselle est plus faible.
Des altérations
de
ce type
ont
été observées
dans
la
presque
totalité des édifices étudiés.
5.3 - La désagrégation sableuse : l'eau joue également un rôle
important, la dissolution des éléments
minéraux de
rocheuse. Au
la
roche
finit
toucher,
les
par libérer
grains
sont
les grains
de
libérés, donnant
la matrice
un
aspect
sableux.
Cette altération
est dans
la
plupart des
cas la
résultante
de
l'action combinée du débit en plaques et de la dissolution avancée.
Ce phénomène
est
facilement
observable
sur
l'immeuble
6 quai
Charles VII à Chinon. Cet immeuble présente aussi des dégradations liées
à
des
contrastes
des
caractéristiques
chimiques
et
physiques
des
mortiers et des pierres mises en oeuvre.
Cette altération est observable sur certains tuffeaux mis en oeuvre
dans la construction de l'Eglise Saint Jacques à Chatellerault.
-13-
5.4 - Le débit en plaques : des plaques entières de la pierre se
détachent, ce type de dégradation est lié à
la cristallisation de sels au sein de la pierre (sulfates, chlorures de
sodium, etc...). La cristallisation provoque une augmentation de volume.
Les
contrastes
fissuration dans
de température
les endroits
peuvent
les plus
de sels.
Dans
favoriser une
fragiles, les fissures
créées peuvent être des lieux où se produit
cristallisation
également
certains
ainsi
de manière privilégiée la
cas le gonflement, par
humidification, des argiles (de type montmorillonite) présentes dans les
tuffeaux, pourrait provoquer des fissures et des débits en plaques.
Le débit en plaque prononcé a été noté sur les tuffeaux du centre
des Halles à Château-Gontier mais également dans l'Eglise Saint
Jacques
à Chatellerault et dans la façade de l'immeuble 6 quai Charles VII. Dans
l'immeuble du 51 rue Porte
plaques apparaît
Côté à Blois
l'altération par débit en
sur le bandeau du bâtiment. Les analyses
chimiques
montrent la présence de gypse dont la cristallisation est probablement à
l'origine de l'altération.
La façade
de l'Eglise St Saturnin à Blois
présente des desquamations en particulier sur les tuffeaux blancs.
L'étude réalisée a montré que l'eau constitue le principal vecteur
de
l'altération et
que l'ampleur des
dégradations dépend . très
directement :
. de la nature (composition chimique et minéralogique) des pierres
calcaires employées
. des mortiers et joints employés lors de la mise en oeuvre
. de 1'orientation et exposition des façades.
-14-
La deuxième partie de cette première phase de 1'étude va consister
à
établir un diagnostic détaillé sur quelques bâtiments, où les
différents types de dégradation peuvent être analysés. Ce
diagnostic
dégagera d'une part les causes précises de ces dégradations et d'autre
part les recommandations sur les traitements préventifs et curatifs
applicables.
Les thèmes suivants seront étudiés :
- l'impact à différentes échelles des techniques de nettoyage
utilisées. Nous nous attacherons à mettre en évidence les causes de
corrosions observées sur des bâtiments nantais (7 place Royale, 11 place
Royale et rue Couëdic) ;
- l'analyse du mécanisme de débit en plaques des tufféaux
(centre
commercial des Halles à Châtean-Gontier) ;
- 1'étude des corrosions engendrées par la cristallisation de sels
(Eglise Saint Jacques à Châtelleranlt) ;
- les problèmes d'adhérence et d'accrochage mortier-tuffeau
d'un
point de vue minéralogique, chimique et physico-chimique (6 quai Charles
VII à Chinon) ;
- les causes des répartitions et concentrations de particules (fer,
plomb) sur une façade fortement exposée à la pollution urbaine (Hôtel de
Ville de Sauinur).
A N N E X E
DETAIL DES DESCRIPTIONS
DE BATIMENTS
i
OBJET
Le développement des altérations subies par les matériaux pierreux naturels ou
artificiels correspond à une perturbation de l'état d'équilibre entre les matériaux mis
en oeuvre et leur environnement.
En fonction des contextes géographique, climatique et textural, l'altération des
matériaux, c'est-à-dire la perte de matière initiale, s'explique par :
-
des propriétés intrinsèques des matériaux
minéralogiques, physico-chimiques) ;
(caractères pétrographiques,
-
des conditions particulières de l'environnement créées par la situation du
bâtiment (urbaine, ...), l'exposition spécifique des matériaux sur le bâtiment et les
variations climatiques ;
-
des modifications apportées à la surface des matériaux par des dépôts aériens
(origine externe) ou par des paragénèses minérales (origine interne) induites par
des percolations acqueuses.
La typologie des altérations correspond ainsi à la mise er. évidence des formes mais
également des facteurs responsables de la corrosion des matériaux en oeuvre.
VISITE P R E A L A B L E : VILLES ET B A T I M E N T S C O N C E R N E S
La visite préalable comprend un descriptif des édifices et des prélèvements in situ
appropriés . Elle a été effectuée du 20 au 2S Juin 1990 sur un échantillonnage initial
d'une quinzaine de bâtiments proposés par les Services Techniques des villes
concernées, à savoir
* .Vantes :
-
* Chàteau-Gontier :
- le Centre Commercial des Halles ;
- le Manoir de la Touche
* Châtellerault :
- l'Eglise Saint Jacques ;
- l'Hôtel de Ville, boulevard Blossac
* Chinon :
- 6 Quai Charles VII ;
- 32/34 quai Jeanne d'Arc
immeuble 7 rue Couedic / 7 place Royale ;
immeuble 11 place Rovale ;
rue Crébillon / place Royale ;
rue Saint Pierre / 19 rue Matheiin Rodier ;
1 rue de Strasbourg
3
*
Saumur :
- Hôtel de Ville, place de la République ;
- Bâtiment d e la Bourse d u Travail, 18 rue Cendrière
*
Blois :
- Eglise Saint-Saturnin ;
- I m m e u b l e 51, rue Porte-Cote
La sélection des bâtiments a été effectuée en tenant compte des critères suivants :
diversité des situations rencontrées : bâtiments dégradés, nettoyés o u déjà
partiellement restaurés ;
représentativité des édifices d u point d e vue architectural ;
diversité des formes et des mécanismes d'altérations ;
diversité pétrographique et texturale des matériaux naturels o u artificiels
classiquement utilisés à l'échelle régionale.
M E T H O D O L O G I E ET TECHNIQUES
ANALYTIQUES
En plus d'une description des types et des localisations des altérations sur les
bâtiments retenus, nous avons procédé à des prélèvements spécifiques qui ont été
traités par diverses techniques d'études appropriées selon la nature des
renseignements souhaités.
Il s'agit essentiellement :
*
d'analyses pétrographiques et minéralogiques au microscope optique polarisant.
Elle sont effectuées sur des lames minces qui sont des tranches d e matériaux
(pierre o u mortier) coupées puis usées jusqu'à des épaisseurs voisines d e 30 u . m .
Certaines d'entre elles ont été réalisées sur des échantillons dont le milieu
poreux a été préalablement imbibé par des résines colorées. Ces préparations
permettent :
- u n e identification optique des différents minéraux ;
- u n e étude des caractères morphologiques et de la configuration structurale des
minéraux ;
- u n e discrimination d e la répartition des phases minérale et porale.
d'analyses par diffraction des rayons X sur poudre brute.
Son principe est basé sur l'existence d'une relation entre la longueur d ' o n d e
des rayons diffractés et la distance des plans réticulaires représentatifs des
m i n é r a u x présents. L a diffractométrie des rayons X est u n e m é t h o d e
qualitative, voire semi quantitative d e détermination des minéraux pour des
teneurs supérieurs à 4 o u 5 %. Pour des quantités inférieures, les pics diffractés
caractéristiques des phases minérales se confondent avec le bruit d u fond.
L'interprétation des spectres obtenus est donc liée à la quantité mais surtout à la
représentativité d e la p o u d r e analysée. Cette technique a été utilisée en
particulier sur les produits d'altération échantillonnés (pulvérulence de pierre,
efflorescences...).
4
d'analyses au microscope électronique à balayage (M.E.B.)
microanalyses X.
couplées à des
Le microscope électronique à balayage permet d'effectuer non seulement une
étude morphologique d'une plage minérale dans une g a m m e de grossissement
comprise entre 1 et 50.000 fois, mais aussi des microanalyses chimiques globales
ou ponctuelles des éléments qui entrent dans la composition des minéraux
cristallisés.
DESCRIPTION
D'ALTERATION
A.
DES BATIMENTS
ET
INVENTAIRE
D E S TYPES
Les bâtiments de la ville de Nantes
Le choix de la ville de Nantes a porté sur cinq habitations particulières situées
dans le centre ville.
Les quatre bâtiments sélectionnés place Royale et rue de Strasbourg présentent
une architecture similaire. Le soubassement, d'une hauteur de 50 à 80
centimètres est surmonté par une entresol aménagé en commerces, séparé du
premier étage par une balcon continu. Sur celui-ci reposent deux étages (rue de
Strasbourg) ou trois étages (place Royale). Chaque fenêtre est soulignée d'une
petit entablement qui est surmonté d'un médaillon travaillé. L'édifice rue
Rodier est d'architecture plus simple. Il comprend un entresol mais également
trois étages dépourvus de balcon ou de médaillon sculpté.
Chacune de ces maisons présente des particularités, à l'origine de cette
sélection :
* Rue Rodier : le bâtiment est en presque totalité revêtu d'un épais crépis ;
* Rue de Strasbourg : cet immeuble est constitué de calcaire de Richemont et
de Tuffeau. Entièrement ravalé en 1966-1967, il est aujourd'hui encrassé par
les suies et les poussières atmosphériques ;
* 11 et 12 place Royale : ces bâtiments, en calcaires de ¿.-¿ZlrcMtet Sireuil, ont
récemment été nettoyés sur toute leur surface par une technique de lavage
(eau sous pression) ;
* 7 place Royale : ce bâtiment en Richemont, Sireuil et Tuffeau, vient d'être
nettoyé par une technique dite de g o m m a g e (micro-sablage humide) et
localement par brossage ;
* Enfin, l'immeuble rue du Couedic, dont la face Ouest donne place Royale, est
caractéristique de l'état initial des trois bâtiments précédents avant
restauration.
L'étude des quatre bâtiments situés place Royale, permettra de juger du choix de
chaque technique de nettoyage sur les différents types de pierre.
O
1. Inventaire des catégories de pierres
Les soubassements sont toujours constitués d e granite. L'entresol des
habitations place Royale et rue de Strasbourg est en calcaire d e Richemont,
blanc jaunâtre (avec des concentrations orangées), bioclastique et présentant
u n bon poli. Les étages des bâtiments rue Couedic et 11-12 place Royale sont
constitués d ' u n calcaire très bioclastique, grossier à patine grise (Sireuil). C e
dernier est également utilisé pour les pierres d'angles et les encadrements de
fenêtres d e l'édifice Rue Rodier.
Les pierres en parement des édifices situés 7 place Royale et rue de Strasbourg
sont constitués par u n Tuffeau tendre, fin, à patine jaunâtre. Certains
moellons isolés ont été remplacés par des calcaires plus durs (Sireuil *¿f ¿éZpoûx)
selon la dureté apparente des différentes pierres, il apparait u n e certaine
logique dans leur agencement en fonction de leur situation sur le bâtiment.
2. Localisation des altérations - Techniques de nettoyage
a. 7 rue Couedic
D e u x types de dégradations prédominent sur ce bâtiment orienté Est-Ouest.
- Les encroûtements noirs : composés d ' u n agglomérat de suies et de
poussières atmosphériques, ils se développent sur toutes les surfaces
abritées et protégées des pluies fouettantes. Ils apparaissent ici :
. Sur toute la surface de l'entresol, avec une épaisseur croissante dans les
zones hautes directement sous le balcon.
. Sous les appuis de fenêtres et l'avancée de la toiture.
. Sur toutes les surfaces situées en retrait par rapport aux panneaux
c o m m e les encadrements de fenêtres. L'encrassement y forme une
croûte millimétrique qui se d e s q u a m e de son support pierreux. La
nouvelle surface est claire, pulvérulente.
Sur la face Ouest directement exposée aux pluies, les zones encroûtées
sont nettement moins étendues qu'en face Est.
- Les lessivages : sur les surfaces soumises aux pluies fouettantes o u
ruissellantes, les lessivages provoquent une dissolution de la pierre qui
se caractérise par une teinte claire exempte d'encrassement et par des
irrégularités de surface. Ils apparaissent :
. dans les zones de ruissellement des pluies s'écoulant des larmiers de
part et d'autre des appuis de fenêtres.
. Sur les éléments en saillie, exposés aux pluies fouettantes (balcon,
corniche, médaillons).
. E n face Ouest, le lessivage affecte les parements verticaux (à l'exclusion
des zones situées sous-abri) e m p ê c h a n t le développement de
l'encroûtement noir.
- La première assise d u premier étage, en calcaire de Sireuil, est située
dans la zone de rejaillissement des eaux de pluie depuis le balcon : elle
est revêtue d'un mince tapis de mousses.
ö
Analyses :
Sur ce bâtiment, nous avons effectué une analyse par diffraction des
rayons X d ' u n grattage d'encroûtement noir superficiel (sur un calcaire de
Richemont). Les principaux composants sont :
- Le gypse en proportion très importante,
- la calcite et u n peu de quartz, représentatifs de la composition de la pierre.
b. 11 et 12 place Royale (face nord)
Ces édifices ont été entièrement nettoyés par une technique de lavage à
l'eau sous pression. E n de nombreux endroits, il persiste une coloration
grisâtre de la pierre, qui témoigne d'un encrassement profond d'origine
atmosphérique.
A l'image d u bâtiment voisin, situé 7 rue Couedic, ces zones encrassées
sont localisées d'une part sous les appuis de fenêtres, les corniches, le
balcon et la toiture, et d'autre part dans les petites cavités de la pierre :
celles-ci traduisent l'hétérogénéité de texture d u calcaire de Sireuil.
La technique de lavage utilisée n'a pas le m ê m e impact sur toutes les
catégories de pierres. Les moellons en Sireuil ne présentent pas à l'oeil n u
de modification de leur surface. La surface des moellons en ¿-ci*-o<i¿ est
quant à elle granuleuse et irrégulière ; les débris bioclastiques, plus durs,
apparaissent en relief.
La pression d'eau utilisée (sans doute justifiée pour obtenir u n nettoyage
acceptable de la façade) semble à première vue trop élevée pour une
pierre tendre de type Richemont.
- Analyse au microscope électronique à balayage :
Aspect de surface d'un échantillon de calcaire de Sireuil lavé :
Bien qu'à l'oeil nu, la technique de lavage n'affecte pas la surface des
moellons en Sireuil, les plages de calcite présentent des figures de
dissolution orientées. Clichés au microscope électronique à balayage
(grossissement x 199 et 2550).
c. 7 place Royale - (face Est)
C e bâtiment, qui comporte trois catégories de pierres, (Richemont, Sireuil
et Turïeauï, est en cours de restauration. Sur sa façade principale, une
nouvelle technique de nettoyage est utilisée : le g o m m a g e .
Cette technique, appliquée sur les trois types de pierres de dureté
différente, ne provoque à l'oeil nu, aucun désordre sur les moellons en
Sireuil ou en Richemont.
Toutefois, la pression excercée semble trop élevée pour le nettoyage d'une
pierre tendre c o m m e ie tuffeau, dont la surrace est localement rugueuse,
voire pulvérulente.
8
Analyse au microscope électronique à balayage
Aspect de surface d'un échantillon de calcaire de Richemont
(comparé à un morceau de Richemont en cassure fraîche)
:;
v
; -1.' :728X
28KU HD = 38HM
• • ^ W ^ ; - : - 5 8 ü i i .... :.-., . ::...
S=00000 P=08000
—
ÍREPA ¿RITT MATERIAUX ASPECT EN CASSURE FRAICHEI
$ r SSOÍ728X
í; 28K0 H0 = 3BMM
^ = 00000 P-00081
r
; :"; •• • •:-.-.- : •
;--^v;;^y*59uif
IREPA* CRITT MATERIAUX TEXTURE SURFACE G O M M E E ^ *
•-£*&
gommé
:::-=F-.'-'î
•; - ? l
Lr.--::
\ôQ; ~r -:. r
F.-.ii:
Wy\i
-it'.1
-. • • :
- -..TÍi • fi ¡ -, •; :
' v ö ;
0 .-
r*; z.-Li'i
j
fi
•
_
_
_
.
.
,
A.
_
:-;-:'.;
•:,-i
lZz =
ICMPEE
H.'jOO
F:-= IS'
"•'EM' : - r ' h L V : c
j
L
-
í'}.-
;
: J .<-:V
z
í0 0 :
i '••
: JFF-iZS
10.!}
.•• -i : -.
?
T.
:
'0 0 .
7'<: D - . A I '
=i
I.
flA
10 .0 >
T . '"U IJ
MEM 1 -MPLVZ-i
: 1
-.1
;
S
:
i
1 T *'
-
FS=
'1
•
:
-.'r'JO
T-l'
MEM : : .-r PL
•
-
•
_
:¡j? = z,:S
^ 0. 0 .'-
-í-i'J
. • > ^
J
:
"
e
r
=
EPOPEE
'
=
'•u
;- r
9
En microscopie électronique (grossissement x 728), la surface g o m m é e
présente quelques cavités résultant de l'arrachage localisé de grains .
-
Aspect de surface d'un échantillon de Richemont brossé (grossissement x
728)
La surface après brossage est relativement plane : l'analyse qualitative
révèle d'importantes teneurs en sulfate de calcium, qui est réparti et étalé
sur toute la surface de la pierre.
d. Rue de Strasbourg-(face Est)
Bien que les murs de ce bâtiment soient composés essentiellement ce
tuffeau (à l'exception des quelques pierres de remplacement en Sireuil), ils
présentent la m ê m e configuration au point de vue de la répartition et de
la nature des altérations que ceux rue Couedic.
Les principaux types de dégradation observés sur toute la facade sont des
encroûtements noirs et des dissolutions. Seule l'assise de base du premier
étage, en Sireuil, rendue humide par les rejaillissements d'eau depuis le
balcon, est colonisée par des mousses. Ces encroûtements sont localisés
dans toutes les zones humides et abritées des pluies, et celles situées en
retrait par rapport aux parements.
10
Les encadrements de fenêtres sont revêtus d ' u n e croûte noire
millimétrique qui évolue par desquamation. L a nouvelle surface est claire,
tendre et poudreuse. Les dissolutions affectent essentiellement les surfaces
localisées de part et d'autre des appuis d e fenêtres, soumises aux pluies
ruissellantes des larmiers.
L'exposition particulière des pierres aux agressions naturelles o u urbaines
apparait être ici u n facteur responsable important d u développement des
altérations.
• Analyse par diffractométrie
Diffraction des rayons X d ' u n fragment d'encroûtement noir superficiel
sur tuffeau.
E S : 0.6203 t*:
d
<
5,608
•< :
33-1161 * Si02 Quartz low syn
¡thêta M
¡Lii
4774. Linear»
L
0.59 CuJiai*2
i !• I I
l
1 II 3
11
Les principales phases minérales mises en évidence sont la calcite, le
quartz, l'opale cryptocristalline, composants essentiels du tuffeau. Le gypse,
résultat d'une cristallisation de SO2 atmosphérique et de calcium in situ, est
présent en grande quantité.
e. Rue Rodier-(face Nord et Est)
Le bâtiment rue Rodier est entièrement recouvert d'un crépis grossier de
couleur gris à gris foncé, datant de 1970 en face Nord, et de 1975 en face Est.
Ce crépis apparemment sain, ne présente jamais de dégradation importante ;
toutefois dans les zones abritées des pluies, un encroûtement noir se
développe sur les encadrements des fenêtres en Sireuil (en retrait par
rapport au parement) ainsi que sous les appuis des baies. Sur l'encadrement
du portail en tuffeau, l'encroûtement se desquame sur une grande surface
de sorte que la pierre sous-jacente apparait pulvérulente.
De part et d'autre des fenêtres, le crépis est lessivé par ruissellement d'eau
canalisée depuis les appuis. Le soubassement en granite est humide et est
colonisé par des mousses. Sur la face Nord, au-dessus du soubassement,
une surface d'environ 4 m 2 est revêtue d'un crépis de teinte plus claire. Ces
variations de texture des crépis peuvent être attribuées soit à une
composition initiale différente, soit à une variation de la proportion des
composants.
- Analyses pétrographiques
Nous avons procédé à une observation en microscopie optique de
deux lames minces :
un crépis d'aspect gris foncé présent sur la majeure partie du
bâtiment ;
un crépis d'aspect plus clair localisé en face Nord.
La nature minéralogique de la charge de ces deux crépis est similaire :
grains de quartz et de feldspath de taille millimétrique. Cependant, la
matrice du crépis "clair" est essentiellement composé de chaux : elle
apparait sombre en lumière naturelle et brune en lumière polarisée. La
matrice du crépis "foncé" est composé par un liant mal cristallisé, de
nature alumino-silicatée englobant de petit cristaux quartzeux. Les
différences de teinte de ces crépis peuvent donc être attribuées en partie au
moins, à des compositions minéralogiques matricielles différentes.
Des trois techniques de nettoyage employées (lavage, lavage et brossage,
g o m m a g e ) , le g o m m a g e nous semble être moins agressif et donc mieux
adapté à la restauration des pierres calcaires en oeuvre. Toutefois, les
pressions utilisées sur le bâtiment 7 Place Royale semblent être un peu
fortes sur une pierre tendre et aussi peu compétente que les tuffeaux.
12
JL
Les bâtiments de la ville de Château-Gontier
2.
Le Centre Commercial des Halles
Contexte architectural
Construites à l'époque médiévale, les Halles ont été entièrement remaniées à la
j fin d u XIX e siècle pour faire place à un édifice cossu bâti essentiellement en
pierre de tuffeau. Les halles s'étendent dans une direction Est-Ouest sur une
cinquantaine de mètres de longueur. Elles comprennent un rez-de-chaussée et
un sous-sol aménagés en petits commerces ainsi que deux étages au moins
partiellement habités. Sur les faces extérieures du bâtiment, le rez de chaussée
et le premier étage présentent des moellons appareillés sous la forme d'une
série de dix voûtes dont l'extrados est en tas de charge ou en crossettes.
Ces voûtes "par panneaux accolés", sont caractéristiques d'un architecture de
type roman et constituent la plus grande surface des murs. Les baies d u premier
étage se situent à l'intrados de chaque voûte ; elles apparaissent légèrement en
retrait par rapport à la surface principale de la façade. U n cordon (bandeau)
continu parcourt toutes les façades de l'édifice et détermine ainsi une limite
nette à mi-hauteur entre les styles de mise en oeuvre des pierres des deux
étages. Sous la corniche sommitale, les moellons du m u r sont lisses ; les
parements sont verticaux tandis qu'en dessous du cordon, les pierres qui
constituent les voûtes sont toutes assemblées en bossage à onglet. Les façades
principales Nord et Sud du bâtiment, sont au point de vue architectural, très
comparables mais non identiques ; les différences s'exercent notamment sur la
taille des voûtes, sur l'existence de moulures situées dans la partie centrale de
la façade Sud et sur la présence d'un petit fronteau qui surmonte une baie de la
face Nord de l'édifice.
Si ces différences peuvent ponctuellement accentuer le développement d'un
type de dégradation, elles restent s o m m e toute minimes dans leurs effets.
Nature et agencement des pierres en oeuvre
Bien que les pierres originelles du soubassement soient généralement cachées
par des placages, on distingue aisément que les deux premières assises de
l'édifice sont constituées de pierres de différentes natures. Ce sont des grès
jaunes très silicifiés, des granites, des pierres verdâtres présentant une texture
de roche eruptive ou encore des calcaires durs et bien cimentés. Dans les parties
plus élevées, certaines pierres en bossage sont des calcaires fins micritiques de
couleur bleu-gris à éléments bioclastiques. Ces pierres, toujours plus dures et
plus denses que les tuffeaux sus-jacents ont été utilisées de façon presque
systématique jusqu'à une hauteur de 1 à 1,50 mètre.
.
Les principales formes d'altération des pierres en oeuvre
L'altération des .pierres de différentes façades des Halles affectent
essentiellement les parements en tuffeau. La base de l'édifice a été en
plusieurs endroits restaurée remplacement par des pierres saines et/ou
ragréage) de sorte que les effets des dégradations ne sont plus observables.
13
L'altération des tuffeaux peut se regrouper en quatre grandes catégories, qui
présentent des formes spécifiques :
-
une altération d'origine biologique qui correspond au développement
localisé de mousses et/ou de lichens. Cet encroûtement organique s'exprime
par u n tapissage noirâtre à la surface des pierres. Les zones affectées par ce
type de dégradations sont p e u nombreuses. Elles se localisent au niveau de
!a tablette d u bandeau qui sépare le premier d u second étage ainsi que dans la
plupart des zones o u le taux d'humidité reste élevé (zones humides en
retrait) ;
-
u n e pulvérulence d e certaines pierres induite par des ruissellements
fréquents et par conséquent, des dilatations hydriques importantes ; les
pierres affectées par ce type de dégradations se localisent à l'aplomb des
protections défectueuses en zinc qui coiffent certaines parties d u bandeau
principal o u des petits bandeaux situés sous les appuis des baies d u 2 è étage
(façade Sud) ;
-
u n efissurationde certaines pierres liée soit à une déstabilisation localisée de
l'édifice, soit à u n contraste de dureté pierre / mortier trop élevé ;
-
u n e exfoliation pelliculaire d e la face externe des tuffeaux. Cette forme
d'altération, d e loin la plus importante, traduit le mécanisme de "débit en
plaque". Le détachement d e petites plaques de tuffeaux est d'autant plus
prononcé que les pierres sont plus exposées (chaîne d'angle, pierre en saillie
et en bossage). Les parements verticaux en tuffeau situés au dessus 'du
bandeau d u premier étage sont moins exposés mais sont cependant atteint
par cette forme d e dégradation. Le développement des plaques sur cet édifice
apparaît lié en partie à l'exposition particulière des pierres et donc à leur
m o d e d e mise en oeuvre. M a i s d'autres facteurs favorisent leur
développement ; nous retiendrons en particulier :
-
la cristallisation de sel en profondeur ;
u n encroûtement superficiel d'origine atmosphérique pour partie (gypse
et suie);
la multiplication des cylces d'imbibition/séchage qui induit d'importantes
distensions thermiques o u hydriques néfastes à la cohésion des
matériaux.
Analyse des pierres altérées et des produits d'altération
Cinq prélèvements ont été effectués sur ia face Ouest de l'édifice. U n
échantillon de plaque de tuffeau a été étudié en microscopie optique tandis
que des plaques et des efflorescences prélevées à la base des plaques o u des
mortiers de jointoyage, ont été analysées par diffractométrie et analyse
chimique.
14
L'échantillon de plaque de tuffeau présente, en section transversale, une
multitude de fissures discontinues, parallèles entre elles et à la surface de la
pierre. Elles ont une épaisseur constante proche de 300 u m . Le feuilletage de
la roche ainsi créé est très pénétratif et s'exprime sur une épaisseur d'au
moins 1 c m . Bien que l'on ne détecte pas de minéraux d'altération dans les
fissures, les diffractogrammes nettent en évidence :
des minéraux constitutifs du tuffeau : calcite, quartz, opale ou tridymite,
muscovite, glauconite et des argiles de type nontronite ou montmorillonite.
des minéraux d'altération : gypse (sulfate de calcium).
Dans les efflorescences et certains encroûtements, on détecte en outre des sels
solubles riche en sodium (thénardite et eugsténite). L'origine d u sodium qui
entre dans la composition de ce produits est encore incertaine.
Château-Gontier : Les Halles
Légende
Photo 1
Photo 2
Aspect d u développement des fissures.
Encroûtement gypseux et pulvérulence d u tuffeau sous la corniche
sommitale. Granulante superficielle de la pierre induite par un débit en
plaque.
Analyse d'ensemble de la constitution chimique de surface d'un tuffeau
altéré et représentatif du bâtiment.
Figure 3
ss:
V>
<
ß.ß208 tw:
UMJnJ
ki*:' jwV'AH U A ^ V ^ W - J
u ,1; U: i il
x : 2 the ta y : 3553. Linear
5.880
8.5Ö CuKal+2
33-1161 * Si02 Quartz low syn
Ç?_>C-î # j.M¿í>
7-8025 Í KA12Si3A1018<0H>2 Muscovite H syn
34-0842 Q (Ca,Mg)0.5Fe2<Si, Al)4018<0H)2.xH20 Nontronite A
il
M
_m
i 3
tfö. ut?«/
1
Le Manoir de la Touche
Bâti au X V e siècle, ce manoir est un bâtiment pittoresque accolé aux
Ursulines. Orienté S V V - N E , l'édifice est en cours de rénovation,
notamment sur ses façades extérieures donnant sur la rue du Général Le
monnier (fig. 1).
Figure 1 : Plan de situation du Manoir de la Touche.
L'édifice s'ordonne autour d'une cour rectangulaire fermée d'une
vingtaine de mètres de longueur et d'une dizaine de mètres de largeur.
Les deux façades principales intérieures sont donc orientés N W et SE. La
tour adossée dans la partie Sud Ouest de la cour présente quant à elle, cinq
faces très différemment orientées. Le développement des altérations
comparable sur chacune des faces, tend à montrer le rôle mineur joué par
le paramètre exposition. Il s'agit sur cet édifice d'un problème de matériau
dont la diversité pétrographique explique l'essentiel des désordres
observés.
Nature et agencement des pierres en oeuvre
Les murs du Manoir sont constitués par des schistes micacés sombres
(briovériens ?), des calcschistes denses et foliés, des orthomylonites et des
quartzites dont la taille oscille entre 5 et 50 cm. Toutes ces pierres sont
assemblées par un mortier épais à base de chaux qui semble avoir été
utilisé indifferement en tant que mortier de pose ou de crépissage.
Parallèlement à ces pierres de genèse différente qui constituent tous les
parements, les jambages des baies, les chaînes d'angle et les éléments
sculptés sont tous en tuffeau de couleur jaune clair. Les pierres de tuffeau,
partiellement prétaillées sur une de leurs faces pour recevoir le crépis,
témoignent d'une technique architecturale spécifique (fig. 2).
surface prêt
enduit
tutïeau d'angie
Figure 2 : C o u p e schématique de l'agencement pierre-mortier
L'état d'altération des matériaux
Les types d'altération des pierres d u Manoir sont diverses et d e corrèlent
aisément avec d'une part la nature des matériaux employés et d'autre part
leur localisation.
Les ardoises d u toit
Le toit de l'édifice est d'une manière générale, en assez mauvais état. D e
nombreuses mousses se développent sur la couverture en ardoise malgré
une pente m o y e n n e supérieure à 40°. La croissance des mousses laisse
supposer u n état de surface rugueux, poreux et/ou perméable. Les
ardoises peuvent donc être considérées c o m m e u n matériau au moins
partiellement saturé d'eau pour permettre l'évolution de cette altération
biologique.
Les pierres de tuffeau
Habituellement peu encrassés, les tuffeaux subissent d u fait d e leur
localisation des ruissellements intenses. E n plusieurs endroits (jambages
des fenêtres...), le tuffeau apparait particulièrement clair par perte de sa
patine superficielle. Les ruissellements d'eau entraînent et lessivent
toutes les poussières agglomérées en surface. Ainsi, les eaux d e lessivage
s'enrichissent et se chargent au fur et à mesure que le ruissellement
progresse. Les solutions finales, généralement acides, sont donc d'autant
plus agressives que le support pierreux est moins siliceux. C'est pourquoi
les tuffeaux essentiellement carbonates, sont plus altérés et plus corrodés
que les quartzites ou les schistes.
M ê m e à l'échelle macroscopique, les lessivages sont visibles et atteignent
u n stade avancé d e dissolution. Les parties de tuffeau en relief, plus
exposées aux pluies, sont les plus fortements dissoutes et corrodées : le
tuffeau présente alors u n aspect superficiel rugueux par dissolution
préférentielle de sa matrice carbonatée au profit des bioclastes calcitiques.
Ces derniers, plus durs, apparaissent en relief.
Les mortiers à la chaux
Ces matériaux ont été utilisés aussi bien en tant que mortier de pose o u
mortier d e crépissage. Macroscopiquement, on distingue cependant des
variations de leur teinte qui témoignent soit d'une quantité variable de
chaux qui entre dans leur composition, soit de la mise en oeuvre de
plusieurs générations de mortiers.
17
Sur la facade intérieure Sud-Est, on observe d'ailleurs des superpositions.
Les analyses microscopiques montrent que ces mortiers sont constitués
d'une phase granulaire incluse dans un liant matriciel à base de chaux.
Les mortiers mis en oeuvre ne présentent pas de couches successives de
différentes
granulométries. Le granulat a une distribution
granulométrique très étendue (40 u m à 3 m m ) . Tous les grains sont
disjoints et représentent moins de 40 % du mortier en volume.
Les minéraux qui entrent dans la composition du granulat sont des grains
de quartz ou de quartzites souvent anguleux, des plagioclases et de
feldspaths potassiques. Ces derniers sont fréquemment épigénisés par des
minéraux phyliteux (séricite ?) sur lesquels se concentrent des oxydes et
des hydroxydes de fer. C'est pourquoi certains grains ont une couleur
rouille, ce qui confère au crépis une teinte d'ensemble jaune-ocre.
Le liant matriciel, finement cristallisé, est donc très abondant. En plus des
nombreux macropores millimétriques dispersés dans la matrice, il se
développe un réseau de microfissures qui interconnecte les pores. Ces
fentes d'ouverture naturelles ont vraisemblablement permis une bonne
carbonatation d'un liant ; cependant, elles sont tellement abondantes
qu'elles engendrent une perte de cohérence du matériau.
L'abondance des fissures est telle que, m ê m e en l'absence de mesures
pétrophysiques précises, le seul examen microscopique suffit pour
expliquer la faible résistance et la friabilité du mortier. Ces matériaux,
poreux et perméables, doivent être considérés c o m m e des milieux
favorables aux migrations de fluide et donc aux dépôts éventuels de sels.
C'est sans doute la raison majeure de l'extrême développement d u
cloquage de plaques de mortier observées en maints endroits sur les
diverses façades du Manoir. Les plaques de mortiers, épaisses de 0,5 à 3
cm, s'expriment d'abord par une boursoufflure puis par le détachement
d'une plaque qui peut atteindre 50 cm de longueur.
Conclusion
Les principaux types d'altération rencontrés sur ce bâtiment sont, en plus
d'une altération biologique qui s'exprime par le développement de
mousses :
des ruissellements et des lessivages de toutes les façades verticales qui
provoquent une dissolution plus prononcée des pierres tendres (tuffeau)
que des pierres plus compactées. L'absence de chenaux d'évacuation au
niveau du toit est également à l'origine du lessivage du crépis sous jacent;
une alimentation continue en eau des matériaux du soubassement. Les
remontées capillaires depuis le sol s'expriment sur une hauteur quasiconstante de 0,5 à 1 m . Dans ces zones, les migrations de fluide par la base
des murs sont favorisées par les rejaillissements d'eau de pluie depuis le
toit et par la présence au sol d'une intense végétation qui implique un
milieu confiné à humidité élevée ;
'".
«KU*
=
it
•t
i) 3
• ._•(_
¡M
'i.A---'
18
un encroûtement gypseux sur toutes les faces de la tour. L'uniformité des
onglets centimétriques de gypse sur ces différentes façades suggère une
origine atmosphérique du SO2.
un cloquage et un détachement de plaques de mortier dont l'origine peut
être attribuée à la combinaison de plusieurs facteurs :
une adhérence mortier/support insuffisante due en partie au moins à
la composition des mortiers utilisés ;
-
un contraste de porosité et de perméabilité important entre les
matériaux ;
-
des dilatations hydriques et thermiques variables selon la composition
des matériaux ;
des migrations d'eau et des cristallisations salines localisées à
l'interface pierre-mortier. C'est dans ces zones de discontinuité que
l'on détecte la plus grande quantité de gypse (cf. figure 3).
Etant donné la diversité de la nature des supports, l'intérêt de ce bâtiment
devrait mener à une recherche spécifique des mortiers les plus
compatibles avec les différents matériaux pierreux.
Château-Gontier : Manoir de la Touche
Légende
Photo 1
Photo 2
Photo 3
Localisation des remontées capillaires depuis le sol
Vue de la tour et des zones de ruissellement depuis le toit
Aspect des plaques de mortier
Analyse minéralogique par diffraction X d'une pulvérulence de tuffeau
sous le crépis.
ÇL Les bâtiments de Châtellernult
1.
L'église Saint Jacques
Construit au Xle siècle, l'édifice est une église de type roman qui a subi de
nombreuses restaurations au milieu du XIXe siècle. Grossièrement
synétrique, la partie centrale de cette église présente une nef revoûtée du
XlIIe siècle qui est supportée par huit piliers centraux assez massifs.
19
V u e de l'extérieur, et n o t a m m e n t sur sa façade principale Ouest, cette
symétrie est encore bien respectée : le portail central est flanqué d e deux
petites colonnes engagées qui soutiennent elles-mêmes deux colonnades.
Cette face est limitée à ces deux extrémités par deux contreforts.
A u dessus d e la corniche (40e assise) qui constitue u n e limite
architecturale nette (petit toit continu), une rangée de treize arcatures est
répartie sur toute la largeur de la façade. Enfin, deux clochers identiques
peu élancés et coiffés chaucun d'un fronteau, chapeautent cet édifice.
Dans le détail, l'architecture de la façade et des nombreuses scuptures est
assez complexe ; les pierres, dont il existe plusieurs variétés, sont exposées
à des situations variées.
Les dégradations des pierres en oeuvre
Elles ont été observées sur différents moellons tant à l'intérieur qu'à
l'extérieur de l'église.
*
L'altération des faces extérieurs des pierres de la façade principale.
Sur u n e hauteur de 2 à 3 m , les pierres des premières assises sont
constituées par u n calcaire oolithique. C e calcaire dur, forme l'essentiel de
la base de l'édifice et la plupart des figurines sculptées qui ornent la porte
principale. Ces pierres sont affectées par u n léger encrassement (dépôts
pelliculaires) sans grand d o m m a g e pour la pierre, tandis q u e d'autres
éléments, plus exposés o u formant saillie, sont davantage émoussés,
décapés voire usés.
A u niveau d u contrefort et d u clocher Sud, le remplacement d e pierres de
natures différentes (Richemont-Tuffeau) permet d'apprécier le
c o m p o r t e m e n t d e ces pierres pour des conditions d'expositions
comparables. Alors que la pierre de Richemont est seulement lissée dans
les zones verticales de lessivage ou de ruissellement, les tuffeaux résistent
moins et apparaissent pulvérulents.
E n plus d u léger encroûtement des pierres constitué par u n a m a l g a m e de
poussière et de sulfate de calcium, d'autres formes d'altération perturbent
les surfaces visibles des pierres. Il s'agit :
d'un encroûtement et d'une colonisation par des mousses, des surfaces
suffisemment inclinées o u exposées. D a n s ce cas, les eaux d e
ruissellements peuvent pénétrer dans la pierre et constituer u n e
"réserve" d'eau nécessaire au développement d'organismes végétaux.
Cette évolution traduit en fait u n état d'équilibre hydrique : ces zones
particulières, bien illustrées dans les parties sommitales des contreforts,
sont des zones humides o ù le ruissellement est insuffisant pour lessiver
la surface.
20
d ' u n e désagrégation sableuse de certaines pierres de tuffeau. Cette
détérioration des tuffeaux tendres s'exerce notamment dans toutes les
parties o ù les eaux de ruissellements suivent des chemins préférentiels et
sont donc "canalisées". C'est le cas de part et d'autre de la voûte centrale
qui surmonte la porte principale ;
un débit en plaque de la plupart des moellons de tuffeau. Sur la face
principale Ouest, les zones atteintes par ce m o d e de dégradation
correspondent aux zones o ù les variations thermiques sont les plus
intenses (parties très exposées aux pluies et à l'ensoleillement) ;
une alvéolisation des tuffeaux appareillés sur la face Sud de l'église. Cette
forme d'altération, plus grave que les encroûtements gypseux, peut avoir
diverses origines ; elle est généralement liée à la cristallisation de sels
solubles véhiculés par des migrations capillaires.
*
L'altération des pierres à l'intérieur de l'église.
Les pierres qui constituent les piliers ne sont pas toutes de m ê m e nature.
Les pilastres sont formés par u n calcaire plus o u moins dur (Richemont)
sur une hauteur de 2 à 6 assises, puis par u n tuffeau généralement assez
sain. Ces pierres et les mortiers qui les assemblent sont en assez bon état ;
cependant on observe u n e zone d'humidité (auréole blanchâtre) sur une
hauteur de 40 à 70 c m de hauteur. A la base des piliers mais surtout sur les
faces intérieures des moellons d u m u r s , o n retrouve ces m ê m e s formes
d'altération liées à la présence d'une humidité excessive. Sur une hauteur
de 1 m à 1,40m, les remontées capillaires depuis le sol sont à l'origine sur
les calcaires durs de la base (Lavou, Richemont ?) d'un cloquage débutant.
Ces cloques, plus o u moins circulaires et d'une taille comprise entre 1 à 30
m m de dimètre, forment des boursouflures éventrées qui laissent
transparaître une poudre blanchâtre. Sur les tuffeaux, le p h é n o m è n e est
encore plus m a r q u é ; le gonflement et le cloquage affectent n o n
seulement la pierre mais également les mortiers de pose.
Conclusion
Les altérations qui affectent les calcaires en oeuvre sur l'église Saint
Jacques correspondent aux grandes catégories d'altérations identifiées sur
la majorité des bâtiments en Europe occidentale. Mis à part le gel dont les
effets sont difficiles à individualiser sur ces pierres calcaires, on retrouve
les dissolutions et l'ensemble des dégradations dont l'aspect varie selon :
la dureté et les propriétés physico-chimiques des différentes pierres
(Chauvigny, Richemont, Tuffeau et peut-être Lavou) ;
les localisations particulières de ces pierres sur l'édifice ;
7fl
ss: 0.0200
,/V
Í
(J
I
i
1!
r., M o
:>
ii.i.ii.
f
2 í lit- í « y
•
.,'. o;i
•; .i i Í; i
33-1161 « Si02 Quartz
11-
I
Ï•J LJA.
'1554. Linear
;,«in
low syn
7-0025 I "Kr'j 12S i 3 A101GÍ Oil > 2 Muscovite M b'jfi
8 . 5 0 CuKiil<2
t*:
J
Mill!
,L
Vis
£'.
ÍV:
ss:
8 . 6 2 0 0 tin:
3 . 5 5 C\x¥.c
I
i^v/K^l ¿
v
LW ;
WL,
i"üV
il
if]
i :
5. Ö98
u
W^W.^itUWwJ'
i
u L
Linear-
¿tisera M
l:;i
Uli
i*
33-1161 * Si02"Quartz low syn
""
" ' " " Na4Ca(S04)3>2H2O fussier.' te
9B
ss:
8.58 CuKai*;
il
,>~%
i
'\yfrf
0.8288 t«:
4 •]
i
v
_
l
5. 398
: the ta y
!7iB.
b*
Lineaï
33-1161 * M
SiÔ2
Quartz low
low'syn
ü ¿ «uartz
H a d HalifceSfn
iciii h mmmmUiitmrM
¡»»o*
ilionit(
' i
68.348;
>u
4-U
21
la nature des agressions subies par les pierres.
Sur l'église Saint Jacques, les agressions sont à la fois "externes"
(lessivages, ruissellements, dissolutions) et "internes" (percolation de
solutions chargées). A l'intérieur de l'église, les sels cristallisés dans la
zone des remontées capillaires et identifiés aux rayons X , sont de la habite
(chlorure de sodium), de la thénardite et de l'eugstérite (sulfate de sodium
et de calcium). Dans l'ensemble, la répartition de ces sels est limitée aux
parties basses du monument, tandis que le gypse se rencontre plus
fréquemment sur de grandes surfaces à l'extérieur. Les raisons de cette
répartition, et le rôle joué par les propriétés pétrophysiques des différents
matériaux devraient permettre de justifier le développement de ces
altérations.
Eglise Saint Tacques
Diffractogramme aux Rayons X
Echantillon 7 A : Fragment de croûte gypseuse sur une pierre de tuffeau.
Echantillon 8
: Pulvérulence blanchâtre, prélevée à l'intérieur de l'église à
proximité de la porte principale
Echantillon 9 B : Poudre prélevée à l'intérieur d'une alvéole sur un
moellon de tuffeau (face Sud).
2.
L'Hôtel de Ville
L'ensemble du monument a été construit au XIXe siècle avec des calcaires
régionaux d'âge, de nature minéralogique et de propriétés différentes
(pierre de Chauvigny et Tuffeaux). Les pierres de la façade principale
montrent des types et des degrés d'altération divers en fonction de leur
situation sur le bâtiment. Mais c'est surtout l'analyse comparative de
différentes façades entre elles qui permet d'apprécier l'impact d u
paramètre "exposition" sur le développement des dégradations.
Façade principale (Boulevard Blossac)
Les pierres mises en oeuvre sur cette façade Ouest sont peu altérées
malgré la diversité des situations créées par le jeu des bandeaux, des
arcatures ou des consoles de la corniche sommitale. D'une manière
générale, cette façade peu encrassée présente :
des lessivages modestes des trois premières assises du soubassement,
vraisemblablement induits par des percolations d'eau. Sur une hauteur
d'1 m au dessus du sol, qui correspond à la hauteur de l'escalier central,
on observe une zone plus claire où la pierre est lessivée. La limite
supérieure marque la trace de la hauteur maximale atteinte par les
remontées capillaires. Il n'a pas été décelé dans cette zone de dégradation
due à la présence de sel ;
99
des ruissellements dont les effets sont d'autant plus importants que les
pierres ont été préalablement fragilisés par d'autres altérations. Sur
l'Hôtel de Ville, les désordres dus aux dissolutions résulte plus d'une
absence d'entretien que d e la nature m ê m e des calcaires. C e défaut
d'entretien existe en plusieurs endroits de la façade :
le cordon situé entre le rez de chaussée et le 1er étage est fracturé et
favorise les infiltrations d'eau ;
les bandeaux sont recouverts par une protection en zinc inefficace. Ils
constituent des zones o ù les eaux de ruissellement peuvent stagner
puis réalimenter les pierres par capillarité ;
au niveau d e la corniche sonmitale, plusieurs joints défectueux
constituent des drains o ù se développent des dissolutions, faisant
suite à des ruissellements excessifs.
des encroûtements gypseux qui se développent dans les zones humides
n o n lessivées. Ces formations se forment préférentiellement dans les
parties abritées en retrait c o m m e la face inférieure d u balcon officiel.
Les façades donnant sur l'Avenue Clemenceau
Elles présentent les m ê m e s formes d'altération de celles observées sur la
façade principale, mais s'en distinguent par l'ampleur des dégâts qu'elles
provoquent.
Les zones encroûtées et poussiéreuses affectent ici non seulement toutes
les parties épargnées par les pluies fouettantes, mais s'étendent également
sur certains parements verticaux. Ces zones s'organisent en fonction de
la répétition et de la géométrie des différents éléments architecturaux (cf.
figure ci-dessous).
cornicixtí ^omnutaití
limite intérieure île l'pncr.iispment
baie
Schéma d e l'agencement et de la disposition des zones encroûtées.
23
Inversement, toutes les parties en relief (sculptures, médaillons) sont
fortement corrodées et prennent une teinte claire caractéristique
provoquée par la dissolution de leur surface. L'usure est généralement
d'autant plus prononcée que ces éléments sont plus saillants et exposés :
c'est le cas du cordon qui surmonte les quatre colonnes adossées de la face
Sud, ainsi que de la plupart des sculptures du fronton.
Ces désagrégations sont toutes liées à la présence de gypse. Ces altérations
prolongent les dégâts provoqués par les plaques que l'on retrouve en
parement et qui résultent de l'effet conjugué :
de la cristallisation de sel (gypse) à la surface de la pierre ou à une certaine
profondeur ;
de dilatation hydriques et/ou thermiques.
Le mécanisme de décollement de plaques est en effet attribué, pour partie,
à la cristallisation de sel en profondeur entre l'imbibition et le séchage.
Plus les conditions de séchage (ensoleillement) sont importantes, plus le
front d'équilibre risque de se déplacer vers l'intérieur de la pierre, et
engendrer le départ d'une plaque. C'est pourquoi m ê m e en l'absence
d'un confirmation physique quantifiée, il est possible de justifier la
présence des plaques sur les faces Sud de l'Hôtel de Ville par une
exposition très différente. C'est la raison pour laquelle le mécanisme du
débit en plaque est absent ou peu exprimé sur la façade principale Ouest
(Boulevard Blossac) par rapport à la façade Sud de l'Avenue Clemenceau.
Enfin, et bien que ce paramètre "exposition" soit important, il ne faut pas
négliger pour autant l'effet des différences minéralogiques entre les
pierres de Chauvigny et les Tuffeaux. Sur la face Sud, le soubassement est
entièrement constitué de calcaire dur de Chauvigny jusqu'à une hauteur
de 1,40 m . Le contact entre le calcaire dur et le tuffeau sus-jacent
représente une zone de discontinuité mécanique. L'interface
Tuffeau/Chauvigny conduit généralement au départ d'une plaque de
tuffeau de 1 à 3 c m d'épaisseur.
En microscopie optique, ces plaques de tuffeau se présentent c o m m e un
arrangement peu compact formé par une matrice microporeuse
carbonatée qui enserre des grains de quartz, de calcite spathique, de
glauconite, de muscovite et de fragments bioclastiques. Bien qu'il n'y a
pas de fabrique sédimentaire exprimée, les plaques sont induites par un
réseau de microfissures orientées parallèlement à la surface de la pierre.
Ces fentes serpentent aux joints des grains calcitiques microcristallisés et
sont le siège de concentrations de goethite ou de minéraux opaques
(pyrite).
Le diagnostic des altérations de ce monument met donc en évidence deux
facteurs majeurs :
l'exposition des façades et la situation des pierres ;
une certaine divergence des pierres mises en oeuvre dans leur
comportement mécanique, hydrique et sans doute thermique.
24
Les bâtiments de la Ville de Chinon
L'immeuble 32-34 Quai Jeanne d'Arc.
Cet immeuble symétrique est situé sur la rive droite de la Vienne : sa
façade principale exposée au Sud-Ouest présente au rez-de-chaussée trois
commerces dont les parements des devantures sont des placages de
briques ou de calcaires marbriers pisolithiques. En de rares endroits, on
peut voir les pierres du soubassement qui sont constituées en partie au
moins, en calcaire de Chauvigny.
Le rez-de-chaussée est séparé du premier étage par un balcon qui court sur
toute la façade.
Cet immeuble à deux étages, comporte douze baies qui sont ornées par
un bandeau. Ce bandeau à mi-hauteur, relie entre eux les sculptures et
les médaillons qui coiffent les six baies d u premier étage, ainsi que les
fronteaux qui chapeautent chacune des fenêtres du deuxième étage. Cette
façade presque entièrement (?) constituée par des tuffeaux, est saine et
propre. Elle est cependant dégradée par trois types distincts d'altération
localisés uniquement au niveau des cordons et des jambages des baies. Il
s'agit :
de rejaillissements des eaux de pluies sur les plaques goudronnées qui
protègent les dalles horizontales du balcon. Le rejaillissement des eaux et
par suite, l'humidification des moellons pourraient être évités en
augmentant la pente des plaques protectrices. Actuellement,
l'alimentation des pierres en eau est telle qu'elle a rendue possible le
développement de mousses qui confère à la pierre, un aspect superficiel
noirâtre (cf. photo 1) ;
d'un encroûtement gypseux (?) strictement localisé sur les faces
inférieures des bandeaux des cordons ou des arcatures. Ces zones
suffisemment en retrait par rapport au plan vertical de la façade, sont
épargnées des ruissellements susceptibles de lessiver les croûtes.
d'un débitage modeste de petites plaaues des moellons et surtout des
jambages. Il est associé à une désagrégation sableuse des moulures les plus
exposées aux ruissellements. Ces pierres sculptées (cf. figure ci-dessous et
photo 2) en tuffeau se caractérisent par une surface d'exposition très
élevée par rapport à leur volume ; elles sont donc soumises à des
contraintes hygrométriques (cycles d'humidité et d'évaporation) plus
marquées que les moellons en parement.
Coupe schématique de la morphologie
des moulures et des encadrements des baies.
D'autre part, certaines d'entre elles montrent des indices de fissuration
qui témoignent de l'effet néfaste des dilatations sur ce type de pierre.
Avant d'envisager un éventuel traitement de ces parties friables, il serait
nécessaire de procéder au préalable :
à une élimination de l'ensemble des particules (poussières, sels...) quelle
que soit leur origine ;
à des tests spécifiques afin de vérifier notamment :
* la capacité d'imprégnation du produit de traitement ainsi que son
gradient de concentration (répartition) à l'intérieur de la pierre ;
* qu'il n'engendre pas d'autres désordres (réactivité chimique,
modification de la texture et des propriétés hydrodynamiques des
pierres).
Légende
32-34 Quai Teanne d'Arc
Photo 1 . Rejaillissement des eaux de pluie et colonisation par des mousses.
Photo 2. Dégradation modérée des bandeaux saillants.
26
2.
L'Immeuble 6, Quai Charles VII
Les locaux du bâtiment visité (Maison des syndicats) sont à l'heure
actuelle occupés par un syndicat, par l'Agence de Développement et
d'Urbanisme de Chinon ainsi que par l'antenne Chinonaise du P A C T
d'Indre et Loire.
Cet édifice du XVe siècle remanié au XVIe siècle, se compose de deux
maisons accolées mais distinctes. Ayant une forme en U , cet ensemble
présente dans sa partie centrale une cour intérieure ouverte au Sud sur le
Quai Charles VII.
Le premier bâtiment qui constitue la partie Est de l'ensemble, est une
petite maison à un étage allongée selon une direction subméridienne.
Le bâtiment principal est une construction plus recherchée : coté cour,
une tourelle d'escalier à vis normalement hexagonale est adossée au
milieu de la façade. Elle constitue une limite nette entre d'une part, l'aile
occidentale de la maison qui comprend deux étages et d'autre part, la
partie orientale qui ne présente qu'un étage. Cette partie, intéressante
d'un point de vue architectural, présente un étage sous comble éclairé par
deux lucarnes à meneaux cruciformes surmontées de petits frontons
ornés.
Le diagnostic n'a été effectué que sur les parements ouverts sur la cour.
Description et typologie des altérations du premier bâtiment
Ce corps de bâtiment a été rénové à plusieurs reprises. Construit
exclusivement en tuffeau, il est actuellement dans un état de délabrement
assez avancé. Les restaurations antérieures ont consisté
en un
recrépissage souvent important dont l'épaisseur peut atteindre 3 cm (cf.
photo 1). Sur la façade Sud percée de trois baies, on observe la
superposition ou la jonction de trois crépis qui laissent apparaître, par
endroits, le tuffeau nu. O n distingue :
- les restes d'un crépis originel qui persiste de part et d'autre des deux
fenêtres du premier étage ;
- un second crépis mis en oeuvre sur toute la partie inférieure droite
(située la plus à l'Est) de cette façade (photo 1, A.) ;
- un troisième crépis visible dans le coin inférieur gauche de cette m ê m e
façade. D e teinte grise, ce crépis semble contemporain ou de
composition voisine de celui observé sur une grande partie de la façade
Ouest du bâtiment (photo 1, B.).
27
Les variations de teinte, l'aspect rugueux et la consistance de ces crépis
témoignent de leur inadaptation sur les tuffeaux. Par exemple, le second
crépis semble avoir été mis en place sans tenir compte des modes
d'application traditionnellement recommandés : les jambages de la baie
du rez-de-chaussée sont entièrement crépis et l'accrochage mortiertuffeau à l'interface est imparfait.
Par ailleurs, l'appui de la fenêtre a été restauré (coffrage) avec un mortier
visiblement très riche en ciment, et sans doute plus dur et plus compétent
que le support pierreux (photo 1).
Sur la face Ouest de ce bâtiment, les prélèvements effectués tant sur le
tuffeau pulvérulent que sur le crépis, révèlent la présence de gypse.
L'aspect grisâtre et les décolorations superficielles (cf. photo 2) suggèrent
une modification profonde de la structure des crépis. Bien que nous
n'ayons pas détecté d'autre sel que le gypse, leur présence est probable.
- . >'}0
<-.•;
). )
!
Aspect des tablettes de gypse au M . E . B . (X 921) et microanalyse X associée.
28
•
299X Ä '29KU WD>28MM
S'00000 P=00004
v
100UM-—
•
IREPA CRITT MATERIAUX FISSURATION DU TUFFEAU
INDUIT PAR DEBIT EN PLAQUE
Aspect des fissures dans u n tuffeau vues à faible grossissement
(cliché M . E . B . )
Siège des plaquettes de gypse
IQ
ss:
8.6280 tu:
8.58
CuKaH-2
^^wUüfU^^^>^k^?^f^^v^-rs^
<
5.80S
x : 2 the ta y
752?. Linea?
33-lléi * Si02 Quartz ïou s'jn
33-8311 * CaS04.2H20 Gypsun. syn
Spectre de diffraction X sur une plaque de tuffeau.
Morphologie des altérations du bâtiment principal
Les dégradations sont également très virulentes. D u fait de la diversité
architecturale de mise en oeuvre des tuffeaux à proximité des lucarnes à
meneaux (figures contournées, pose en lit et en délit ...), cette zone
regroupe l'essentiel des types d'altérations connus :
des encroûtements de gypse localisés sous les parties saillantes (cordon) ;
des désagrégations sableuses qui résultent ici, de la mise à nue du substrat
par décollement des plaques.
A u niveau des jambages et des meneaux des lucarnes, il existe une
gradation des altérations. Dans les parties hautes peu affectées par les
ruissellements, les tuffeaux sont seulement encroûtés et donnent
naissance à de petites plaques sous forme d'onglets. Sur les parties basses
et inférieures des jambages, les ruissellements, logiquement plus intenses,
peuvent soit se concentrer et déposer davantage de particules, soit évacuer
ies plaques. C'est la raison pour laquelle la pierre apparaît claire et dans
tous les cas pulvérulente.
En plus des encroûtements, des plaques et des désagrégations sableuses,
certains moellons de ce bâtiment sont fortement dégradés par un
mécanisme de dissolution. Dans la partie Nord-Ouest de l'édifice, les
dissolutions conduisent à une désagrégation spectaculaire sur une
hauteur d'environ deux mètres : l'alvéolisation.
30
Le fait que ces alvéoles (cf. photo 3) se limitent seulement à certaines
zones
et à certains moellons, met en évidence l'importance de la
situation et de la nature des pierres dans le développement des
altérations. Dans le cas présent, les désordres sont induits par des
remontées capillaires depuis le sol qui migrent jusqu'à une certaine
hauteur. Cette hauteur dépend en partie des propriétés du réseau poreux
des pierres.
D'un point de vue génétique, les solutions chargées depuis le sol migrent
par capillarité dans les pores de la roche. Les alternances d'imbibition et de
séchage favorisent les transferts et à une certaine profondeur, la
cristallisation de sels éventuellement dissous dans les solutions. La
profondeur de cristallisation (dépôt) dépend également des
caractéristiques physiques et hydrodynamiques des milieux poreux des
pierres. Il ressort des prélèvements réalisés dans les alvéoles et analysés
par diffraction, une très forte concentration de sel (halite) qui semble
absente dans les autres zones dégradées du bâtiment.
•3.5;
uftê
n.
'U-*-^.-*
."; "7 J "'
5-8623 * NaCl Halite syn
1Ä-J . J l .i I
Diffractogramme de la nature des efflorescences dans une alvéole.
31
Conclusion
Le diagnostic de la typologie des altérations sur ce bâtiment met en
évidence deux aspects essentiels :
une réelle incompatibilité entre les tuffeaux et les mortiers mis en
oeuvre ;
l'existence d'une relation étroite entre d'une part la nature et la
répartition des sels sur l'édifice, et d'autre part le type de dégradation.
••? T
B
32
E. Les Bâtiments de la ville de Saumur
1. L'Hôtel de Ville
L'Hôtel de Ville se compose de deux bâtiments accolés :
- un petit château datant d u XVI ème siècle comprenant des tourelles
d'angles en encorbellement et des mâchicoulis trèfles ;
- un bâtiment du XIX è m e siècle, symétrique et plus richement sculpté
par des fenêtres à linteaux décorés d'un arc en accolade et encadrées de
colonnettes à fûts torsadés. La face Sud a fait l'objet de récentes
restaurations parmi lesquelles on note :
-
un bûchage et un grattage de la tour centrale et de la base de la tour
Est;
une hydrofugation de la façade du bâtiment le plus récent ;
un remplacement localisé de quelques moellons.
L'Hôtel de Ville est essentiellement constitué par un tuffeau de teinte
beige, à concentrations orangées (fer) dispersées dans la matrice. Le
soubassement du bâtiment du XIX è m e siècle est constitué par un
calcaire micritique dur (calcaire de Beauce). Dans les parties plus hautes,
la lucarne centrale ornementée a été entièrement restaurée par un
calcaire de teinte grisâtre. Les colonnettes qui encadrent les fenêtres ainsi
que toutes les sculptures ont surtout été remplacées par des pierres de
Chauvigny.
. Description des altérations de la face Nord
* Le bâtiment édifié au XIX ème siècle regroupe sur une m ê m e façade les
quatre formes principales d'altération et peut à ce titre, être considéré
c o m m e un cas d'école.
Les encroûtements inorganiques se répartissent sur toutes les surfaces
épargnées par les pluies fouettantes ou ruissellantes (surfaces en retrait
surfaces à l'aplomb des corniches, bandeaux
ou éléments
architecturaux en saillie). A la base du bâtiment, quelques croûtes
noirâtres adhérentes à la pierre témoignent d'un ancien encroûtement
aujourd'hui desquamé. Sur la partie centrale de la façade, les surfaces
abritées sont revêtues d'un épais encroûtement noir. Cet encrassement
de poussières atmosphériques se développe également sous les
bandeaux continus qui séparent le rez-de-chaussée du premier étage, le
deuxième étage de la partie sommitale ainsi que sous les arcs en
accolade surmontant les fenêtres.
JO
Les encroûtements biologiques (mousses et lichens) se développent
exclusivement sur les surfaces humides qui restent épargnées par les
ruissellements. Cette situation se rencontre à proximité des bandeaux
sous les arcs en accolades et sur les fleurons des montants qui
encadrent la partie centrale de la façade.
Les dissolutions affectent, à des degrés différents, tous les éléments
architecturaux soumis aux ruissellements. C'est en particulier le cas
des parties basales des jambages des baies qui apparaissent érodées ou
rongées.
Le débit de plaques s'exprime d'une part sur la partie inférieure de
l'assise de base (en contact avec le soubassement construit en calcaire
dur) mais surtout au niveau des deux étages médians. Les plaques sont
bien développées entre le bandeau situé à la base du premier étage et les
appuis de fenêtres, ainsi que sur les moellons qui surmontent les arcs
en accolades. C e type de dégradation affecte préférentiellement les
surfaces exposées au Nord Ouest.
* Le bâtiment rustique du XVlème siècle est d'une architecture plus sobre
et est constitué essentiellement de tuffeaux. La première assise, en
contact direct avec le sol est grossièrement alvéolée. Située en retrait de
plusieurs centimètres par rapport au plan moyen de la façade, elle est
colonisée par les mousses. C o m m e le bâtiment voisin, cet édifice
présente des encroûtements très importants et un débit de plaques qui
s'exerce sur les moellons situés à l'aplomb de la toiture.
Le château se distingue du bâtiment du XlX^ins. siècle par une
alvéolisation développée sur les encadrements des fenêtres étroites
situées dans les parties hautes de la façade.
La spécificité de cette façade réside dans l'extraordinaire concordance
entre d'une part la morphologie des altérations, et d'autre part leur
situation sur la façade. A l'aplomb des encorbellements, le parement se
caractérise par une alternance de zones claires lessivées par les eaux de
pluies issues des corbeaux, et de zones sombres encroûtées, situées
entres des corbeaux et à l'abri de l'encorbellement. A une hauteur
d'environ 2 m du sol, une frange brune à noire s'étend sur toute la
largeur de l'édifice (photo 1). Cette frange délimite plusieurs formes
d'altérations et met en contact des pierres encrassées ou lessivées selon
leur position par rapport aux corbeaux, avec une zone basale plus
fortement corrodée. Cet horizon brunâtre est une zone d'accumulation :
- de poussières d'origine atmosphérique agglomérées par les eaux
de ruissellement ;
- d'oxydes et hydroxydes de fer provenant en partie au moins, de
la roche. Le fer vraisemblablement libéré par altération de la
pyrite ou de la glauconie est drainé vers la surface par
evaporation des eaux capillaires.
34
Ruissellement
"—•
Corbeaux
Encroûtement
Lessivage
Zone d'accumulation
O
O <>
<h
Remontées capillaires
Schéma de l'agencement des types d'altérations.
Vue de face.
Description des altérations de la face Est
Cette partie de l'édifice, abritée des pluies par la proximité d'un
immeuble est un m u r aveugle. A l'image de la façade Nord, on observe
une zonation verticale des dégradations. La partie basse, profondément
alvéolée et généralement cachetée par un encrassement noir très épais.
Bien que corrodés, les joints apparaissent en relief ce qui traduit des
différences de dureté et de comportement de ces matériaux (photo 2).
Dans la partie médiane, l'alvéolisation et l'encrassement sont de
moindre intensité. Enfin, la partie haute en avancée par rapport au
parement est préférentiellement altérée par un débit de grandes plaques
(photo 3).
Description des altérations de la face Sud
La face Sud du bâtiment du XIX è m e siècle a été entièrement rénovée.
En plus de la persistance de quelques salissures dans certaines zones
abritées, les pierres de tuffeau présentent :
JO
- une accentuation anormale de leur teinte originelle verdâtre ;
- à leur contact avec les joints, de discrètes efflorescences blanchâtres
réparties de manière uniforme de part et d'autre du joint.
Ces désordres, surtout visibles au niveau de la tour adossée, pourraient
être liés au traitement par hydrofugation.
Résultat des analyses minéralogique, chimique et microscopique
Les diffractométries X effectuées sur un échantillon de tuffeau révèlent
la présence de calcite, de quartz, et d'une importante fraction d'opale
crypto-cristalline. Les encroûtements noirs prélevés par grattage ainsi
que les plaques de tuffeau sont constitués essentiellement de gypse (cf.
diffractograme n° 4).
Sur l'échantillon prélevé dans la zone d'accumulation de couleur noire
(face nord), l'analyse qualitative par fluorescence X révèle de forte
teneur en soufre mais également des taux non négligeables de fer, et
dans une moindre mesure, de phosphore, de chlore, de sodium, de zinc
et de plomb (cf. diffractogramme n° 5 et microanalyse associée).
En microscopie électronique à balayage, nous avons analysé la surface
d'une croûte noire qui est composée essentiellement de gypse. C e
minéral se présente sous des formes aussi variées que des amas
globuleux, des lentilles ou des cristaux trapus (photo 6) sans qu'il soit
possible d'associer, dans l'état actuel de nos connaissances, leur
morphologie à une phase génétique particulière.
Observée au M . E . B . , la "zone d'accumulation" brunâtre est une
surface façonnée par les lessivages sur laquelle cristallisent des
plaquettes gypseuses (partie gauche de la photographie) et des
agglomérats ovoïdes riche en fer (hématite ; partie centrale de la
photographie).
Conclusion
La description des principaux types d'altération des façades non
ravalées de l'Hôtel de Ville révèle :
-
que l'encrassement noir est considérablement développé sur la
façade Est, tandis que sur la face Sud, les pluies lessivent le
parement empêchant ainsi sa formation ;
-
que le débit de plaques affecte préférentiellement la face Sud. Aussi,
ce m o d e de lésion apparait être ici intimement lié à l'exposition
des moellons ;
-
d'une manière générale, une bonne analogie entre une forme de
dégradation donnée et sa localisation spécifique sur l'édifice.
15
ss:
6.9288
t*:
9.59 CuKai+2
Hi
^
\wj
5. ees
uu
,11 I I. II I I ! .Ill H i ! ill
!III t "
2theta M : 6ü4b. Linear
38.888>
33-9311 * CaS04.2H20 Gypsum syn
5-0586 * CaC03 Calci te syn
<
12.880
Rh + Conpton peaks
Zn <rPb
Sr
X: 2the ta V : 18382. Linear
CRITT MATERIAUX
43.968>
t
i
1 1
I
i
:L_ !
ii
f.-.
r
J
*
i
iL. <J
'; ¡"; . 1 V
1 125
il:
Kírr¡¿ ¡
I 0 ¡j
I L» 'J 1:
"! c- i ¡H
¿il
i::".
•i
¡S
i
-\
'¡•i
•••i
'•1
:."1J i i - . X A
'.'•'W^U'
:
•
LL
FS=
I
iti
2K
! i » ¿_L'i
'-,111!
( . : • • - • ! .
-
it
•! I SI ¡ !i
.•"•
i t
».
i
•¡
,
jj
-
-
•
)•
2. La Bourse du Travail - 18 rue Cendrière
Cette habitation située dans le centre de la ville présente trois faces
ouvertes sur l'extérieur dont deux ont été totalement rénovées. Il est
ainsi possible de comparer la face Ouest originelle avec les faces Sud et
Est qui ont été bûchées, revêtues d'un placage en tuffeau puis
hydrofugées à deux reprises (1970 et 1980). Les plaques de tuffeau d'une
dizaine de centimètres d'épaisseur, sont scellées par un système
d'accrochage (chevilles, vis ...) en laiton.
L'ensemble du bâtiment est composé de tuffeau à l'exception des
pierres du soubassement, des encadrements des portes (moellons
entiers) et des appuis de fenêtres qui sont en calcaire de Chauvigny.
La face Ouest normalement plus arrosée que les autres façades, est assez
logiquement peu encrassée. Elle est toutefois affectée par :
-
un débit en plaques très étendu notamment à proximité d'un épais
ragréage au ciment gris au niveau du pignon ;
-
d'intenses dissolutions qui corrodent indifféremment les appuis
de fenêtres et les joints de pose. Ces derniers apparaissent
fréquemment en retrait de plusieurs centimètres ;
-
une fracturation de certains joints qui se poursuit dans la pierre.
Les faces restaurées Sud et Est sont relativement propres, claires à
l'exception du petit muret qui prolonge la face Sud vers l'Ouest. Celuici, coiffé par des dalles horizontales en tuffeau, est revêtu par un
encrassement noir en grande partie exfolié (photographie 1).
Directement sous les dalles, les eaux de pluie ruissellent à travers les
joints ouverts ou défectueux ; sur un m ê m e moellon, il peut se
développer côte-à-côte une mince pellicule de gypse lorsque le
ruissellement est insuffisant pour l'évacuer, ou au contraire, une
corrosion superficielle des pierres si le ruissellement est plus intense.
Dans ce dernier cas, les moellons sont pulvérulents et creusés sur un
centimètre de profondeur.
Mis à part les dégradations des pierres situées à l'aplomb des dalles
sommitales du muret, les parements verticaux de la façade Sud
présentent :
des salissures induites par le rejaillissement des eaux de pluies. A u
niveau des appuis des fenêtres et de la première assise du
soubassement, les pierres sont soumises à un taux d'humidité très
élevé en surface, d'autant plus élevé que la pénétration de l'eau est
normalement limitée d u fait de l'hydrofugation : l'agglomération
de poussières diverses y est donc favorisée (photographie 2) ;
-
une modification superficielle de leur teinte originelle. Plusieurs
moellons du pignon mais également la plupart des placages de la
2 0 è m e assise montrent une teinte grisâtre. Cette perturbation de
surface qui se limite toujours à la forme rectangulaire des pierres,
met en évidence la variabilité de leurs propriétés de surface vis-àvis de l'hydrofugation. D e plus, et à l'image des tuffeaux
hydrofugés sur l'Hôtel de Ville, les pierres traitées semblent arborer
une légère teinte verdâtre qui pourrait souligner l'inaptitude du
produit de traitement au vieillissement ; cette hypothèse de travail
reste à confirmer ;
une désagrégation
sableuse des tuffeaux favorisée par
l'incompatibilité de structure des pierres assemblées. Elle s'exprime
préférentiellement au contact des pierres de Tuffeau et de
Chauvigny situées entre les deuxième et troisième assises ; le
tuffeau est pulvérulent, rongé et creusé sur un à deux centimètres
de profondeur (photographies 2 et 3).
Conclusion
Si le traitement par hydrofugation est efficace, ce qui reste à vérifier
par des mesures in situ appropriées, il n'en demeure pas moins
qu'il engendre des effets secondaires indésirables.
Sur une période de dix ans, la présence des mousses et des lichens
témoigne d'un milieu suffisemment humide pour permettre leur
développement. La modification apparente de la teinte superficielle
des tuffeaux -mais aussi des joints au mortier- met en évidence un
vieillissement contestable de l'ensemble produit-tuffeau.
La connaissance de la profondeur de pénétration et de la répartition
d'un produit hydrofuge dans des milieux poreux aussi différents
que les tuffeaux et les calcaires de Chauvigny devrait permettre
d'argumenter du choix d'un traitement adapté.
Immeuble 18 rue Cendrière
Légende
1. Muret de la face Sud - Aspect des zones encroûtées et dissoutes.
2. Face Sud hydrofugée - Dégradations induites par le rejaillissement
des eaux de pluie.
3. Face Sud - Détail de la corrosion du tuffeau tendre au contact de
pierres de différentes natures.
4. Spectre de diffraction X - Pulvérulence de tuffeau prélevée au
niveau du muret de la face Sud.
181
55: 0.0200 tW.
Má
x : 2tl¡£'ta y :
5. OHÖ
:•
•.•••:'••
*
•'. ,^.o:'t
>; . i U i t<.' • - m
33-1161 * Si02 Quartz low syr,
0.50 CuKal+2
btítatitóMnáí
•*X^/
5823. Linear*
'¿tí.Vm)
F. Les Bâtiments de la ville de Blois
I. L'immeuble du 51 rue Porte-Côté
La façade principale de cet immeuble d'habitation orientée au Sud,
comprend un entresol surmonté par trois étages (cf. photo 1). La
base de chaque étage est souligné par un cordon plus ou moins
proéminant et continu. Cette façade présente une symétrie par
rapport à un plan vertical médian qui révèle une certaine rigueur
dans sa conception, tant au niveau architectural qu'au niveau de la
nature des matériaux utilisés :
. La baie centrale du 2 è m e étage, légèrement en avancée par rapport
au parement, est enrichie d'un petit balcon en encorbellement, lui
m ê m e flanqué de pierres en bossage à onglet puis de pseudocolonnes engagées et ornées de cannelures.
Ces pierres assemblées en bossage déterminent également le
m o d e de mise en oeuvre des dix assises du premier étage, à
l'exception des parements lisses qui séparent les baies extérieures
de chaque étage.
. Plusieurs types de pierres composent ce bâtiment. Le premier
étage est construit en un calcaire jaunâtre, homogène et assez
tendre. A la base du deuxième étage -sur une hauteur d'un mètreil est surmonté par un calcaire grossier, plus compact et de patine
grise claire tandis que les parements des étages supérieurs sont au
moins pour l'essentiel construits en tuffeau.
Dans son ensemble, la façade est peu dégradée. Les lésions observées
coïncident généralement avec une "logique" d'exposition et de
m o d e de mise en oeuvre des pierres. Ainsi, et de façon comparable
aux désordres décrits sur l'Immeuble de la rue Jeanne d'Arc à
Chinon, les dégradations consistent principalement en :
-
un encrassement localisé sur les parties humides épargnées par
les lessivages : zones sous-jacentes de l'entablement, faces
inférieures des bandeaux et des cordons. L'encrassement
superficiel des pierres du 1er étage est davantage prononcé que
celui des étages sus-jacents. C e fait d'observation est attribué à
une moindre efficacité des lessivages, vraisemblablement due à
la plus forte rugosité de la surface des calcaires de cet étage, ou
encore à l'évacuation effective des eaux de ruissellement à partir
du cordon (cf. photo 1 et 2) ;
-
un lessivage de la quasi-totalité des tuffeaux situes au second et
troisième étage. Ces lessivages réduisent ou éliminent les
éventuels encroûtements et restituent la teinte claire originelle
de la pierre. Ils évoluent habituellement vers un phénomène de
dissolution des tuffeaux qui se caractérise par une pulvérulence
des surfaces : les cannelures qui bordent les fenêtres d u
deuxième étage sont d'autant plus affectées qu'elles présentent
un rapport d'exposition (surface/volume) plus élevé ;
-
u n débit en plaque faiblement exprimé sur les pierres d'angle
mais prononcé au contact du bandeau qui limite le tuffeau d u
calcaire sous-jacent gris et grossier (cf. photo 3). L'analyse
diffractométrique des produits d'altération (plaque pulvérulente
de tuffeau) met en évidence, une fois encore, la seule présence du
sulfate de calcium (gypse).
Cette situation, déjà décrite sur l'Hôtel de Ville de Châtellerault et
sur
l'immeuble rue Cendrière à Saumur, résulte d'une
incompatibilité des pierres en oeuvre, tant au point de vue de leurs
propriétés mécaniques (dureté, compétence) que de leurs propriétés
hydrodynamiques (transfert de solutions aqueuses).
2.
La façade principale de l'église Saint-Saturnin
Située sur la rive gauche de la Loire, l'Eglise Saint Saturnin a été
construite dans sa presque totalité au XVèmç. siècle. C e m o n u m e n t
fut l'objet au cours des siècles passés, de nombreuses restaurations
lui conférant une forte hétérogénéité : les façades Nord et Sud, en
relativement bon état ont conservé leur sobriété architecturale
originelle contrairement à la façade principale Ouest dont les trois
portails s'identifient au style gothique flamboyant.
Nature des pierres et des mortiers en oeuvre
Le soubassement est constitué sur ses trois premières assises, par un
calcaire de Beauce très compact de couleur gris clair. A u niveau du
portail central ces pierres froides sont surmontées sur une hauteur
moyenne de six assises par un tuffeau souvent très dégradé de
couleur et de patine beige-ocre (tuffeau "jaune" ; cf. photographie 1,
2B). D u fait des restaurations antérieures, la quantité des tuffeaux
jaunes sur le monument est considérablement réduite ; ces pierres
sont encore fréquentes dans la partie basse des colonnades
moulurées qui encadrent le portail central. Dans les parties susjacentes et jusqu'au gable, le tuffeau jaune est surmonté par un
40
tuffeau "blanc" à patine grise. A l'occasion d ' u n e récente
restauration, les pierres des arêtes d u contrefort travaillé qui sépare
le portail N o r d d u grand portail ont été remplacées par u n calcaire
gris, h o m o g è n e et grisâtre (cf. photo 2). C e calcaire a été
a b o n d a m m e n t utilisé pour différentes réfections et en particulier
celles des contreforts.
La diversité pétrographique des matériaux naturels utilisés se
retrouve au niveau des mortiers. Trois générations de mortiers ont
été identifiés :
un mortier blanc (originel ?) dont le liant est à base de chaux ;
un mortier plus grossier, rougeâtre dont la charge se compose de
fragments de briques ou de tuileau ;
u n mortier récent, très dur, au ciment silicate.
Il n'existe pas de relation simple dans l'agencement des pierres avec
les différents mortiers.
Typologie des altérations
La plupart des types de dégradations connus existe sur cette façade
principale. Les encroûtements noirs affectent les archivoltes en
retrait d u grand portail sous la forme d ' u n encrassement pelliculaire
uniforme. Les dissolutions se concentrent sur les éléments
architecturaux les plus exposés (corniche et dais ornant les
contreforts) ; toutes les pierres ainsi soumises à des lessivages
excessifs sont emoussées et usées. Les plaques se développent sur les
parties basses de l'édifice :
au contact d u calcaire de Beauce sur l'assise de base des
contreforts S u d : les plaques d'épaisseur millimétrique sont
alors indurées ;
sur les colonnades en tuffeau qui encadrent les portails : la
surface de décollement est alors tendre et poudreuse ;
sur les parements verticaux de part et d'autre des archivoltes où
la surface de décollement est également poudreuse et feuilletée.
U n e facturation n o n négligeable se développe également sur les
parties basses des colonnades qui encadrent le portail central. Si
certaines des fissures résultent de cassures "volontaires", d'autres
témoignent de distensions propres induites par le comportement
thermique et/ou hydrique des matériaux (cf. photographie 3).
Par rapport aux autres bâtiments visités, la façade Ouest de cette
église est intensément dégradée par un encroûtement de mousses et
de lichens.
Le développement de ces organismes est tel qu'il n'est plus possible
d'expliquer leur présence par la seule exposition des pierres bien que
41
les zones les plus affectées restent les surfaces faiblement inclinées,
favorables à un meilleur "enracinement" des mousses (cf. photo 1).
Spécificité des altérations
Les analyses minéralogiques effectuées par diffraction des rayons X
sur le tuffeau "blanc" (cf. photo 2 A ) et le tuffeau "jaune" (cf. photo 2
B) révèlent des compositions minéralogiques différentes : le tuffeau
blanc (spectre 212 A ) comprend d u quartz et de l'opale
cryptocristalline tandis que le tuffeau jaune (spectre 20) en est
dépourvu. Ainsi, sur les tuffeaux de cette façade, il existe
probablement une relation entre la teinte et la teneur en silice. S'il
est prématuré d'associer pour des conditions d'expositions
identiques, une quelconque dépendance entre la minéralogie et
l'ampleur d'une dégradation donnée, il n'en reste pas moins vrai
que les tuffeaux blancs présentent une desquamation parfois plus
prononcée que celle des tuffeaux jaunes.
Spectre de diffraction :
212A : tuffeau blanc ; photo 2.A.
20 : tuffeau jaune ; photo 2.B.
2ti¡eta y
3719. Linear
12-0264 D Hax<Al.H'j)2Si4018<0H>2.zH20 Honîwori1ioniti
5-8586 * CaC03.Calci te syn
BBÜ
J"ÜJ3C
33-1161 * Si02 Quartz low syn
Siô2 T> < W M PIj é <? rijft
7-@025 I KA12Si3A1018<0H>2 Muscovite H ;nn
13-0259 Q Na8.3<Al, Mg>2Si4018<0H>2. xH20 Môntwori î loni te A