NOTIONS PRÉLIMINAIRES

Le simple mélange de la chaux et du sable forme le mortier ordinaire, qu'on appelle quelquefois mortier blanc (i). S'il présente moins de variétés que le mortier hydraulique sous le rapport des ingrédients , il se trouve en revanche soumis à une foule de vicissitudes dont celuici n'a jamais rien à redouter. En effet, enveloppé tantôt dans l'argile, tantôt dans le terreau ou le sable; en contact avec des eaux imprégnées de sels, de gaz ou d'acides, etc.; exposé aux alternatives de la pluie, du soleil et de la gelée, ce n'est guère que dans certaines parties de l'intérieur des édifices qu'il se trouve dans un état de siccité permanent; tandis que le mortier hydraulique, toujours plongé dans le même fluide , n'a que de légères variations de température à subir.

Or, on ne peut douter que la place qu'occupe le mortier dans une construction, n'influe d'une manière très prononcée sur le degré de dureté qu'il acquiert. Cette circonstance rend illusoires la plupart des expériences qui ont été faites jusqu'à ce jour; et si l'on tient à ne point faire de contre -sens sur cette matière, il faut se garder de généraliser les résultats auxquels sont parvenus quelques constructeurs

(i) Par opposition aux mortiers coloré» par la présence des pouzzolanes.

modernes. En admettant comme exacts les faits sur lesquels la plupart d'entre eux se fondent, il ne faut regarder ces faits que comme des cas particuliers; par exemple, M. Rondelet a trouvé que trois parties de sable de rivière et deux parties de chaux de Marly en pâte, donnent un meilleur mortier que deux parties du même sable contre une seule partie de la même chaux, mesurée en poudre obtenue par immersion. Nous conviendrons de ce fait; mais nous nous garderons bien d'en conclure, avec l'auteur, que le procédé ordinaire (emporte sur le procédé Lafaye. Une telle conclusion n'aurait pas encore toute l'exactitude convenable , quand même M. Rondelet aurait varié ses expériences en soumettant une partie de ses briques de mortiers à l'influence continue d'une terre humide , l'autre aux intempéries de l'atmosphère, etc. ; car cet architecte aurait dù , pour prononcer avec équité , tenir les mortiers des deux espèces également gras; ou , mieux encore, chercher, par une série d'expériences, en variant les proportions par degrés très rapprochés , le maximum de résistance du mortier ordinaire dans différents cas , le maximum de résistance du mortier Lafaye dans les mêmes circonstances, et comparer ensuite. C'est en effet le procédé d'extinction seul qui constitue la méthode de M. de Lafaye, et non la stricte observation des proportions que cet auteur a mal-à-propos voulu prescrire.

Nous ne pouvons guère nous dispenser d'examiner les diverses hypothèses par lesquelles on a cherché à expliquer la solidification des mortiers ordinaires : cet examen est une introduction nécessaire, qui jettera un grand jour sur tout ce que nous aurons à dire dans la suite.

Voici comment s'exprime, à ce sujet, M, Faujas de Saint- Fond : « L'eau qui tient les molécules de la chaux en macération pendant «long-temps, s'empare de tout l'air fixe (gaz acide carbonique) « qui s'y trouve concentré; elle acquiert alors le pouvoir de fondre, «de remanier la terre absorbante, de la lier, de la joindre au « quartz. Et comme l'évaporation du liquide ne se fait que d'une « manière insensible et lente, ou plutôt qu'une partie du liquide lui-

« même se combine avec la matière pour former l'eau de cristallisation , « cette opération se trouve d'autant plus parfaite , qu'elle est plu» « longue et plus élaborée (i). «

Cette explication suppose une cristallisation dont il est difficile de prouver l'existence : quand on examine la chaux dans la cassure d'un fragment de bon mortier tiré des fondations d'un édifice, on croit en effet reconnaître des particules brillantes, comparables aux éléments d'une cristallisation confuse ; mais quelques jours d'exposition au grand air suffisent pour faire disparaître cet aspect cristallin, auquel succède la teinte ordinaire blanche et matte de la chaux; cette illusion tient donc à une très petite quantité d'eau non combinée, que 1 évapora tion fait bientôt disparaître. On sait que si l'on verse peu-à-peu de l'acide carbonique liquide dans de l'eau de chaux , la liqueur se trouble d'abord, et seclaircit bientôt après; il se forme, en effet, un carbonate qu'un excès d'acide dissout; l'ébullition ou l'évaporation lente fait reparaître le précipité. Mais comment concevoir un effet analogue dans le mortier, dont la consistance est pâteuse, où il ne reste d'acide carbonique que celui que le fou n'a pu dégager entièrement de la pierre à chaux; tandis qu'il en faudrait un excès, c'est-à-dire, beaucoup plus que n'en contenait la pierre à chaux avant la cuisson? Si l'hypothèse de M. Faujas était vraie, les chaux régénérées des mortiers de fondation donneraient , par l'analyse, autant d'acide carbonique que les pierres calcaires dont elles proviennent. Or M. Darcet n'a trouvé, dans le carbonate de chaux du vieux mortier, que la moitié de l'acide qui entre dans le carbonate ordinaire, encore est-il possible qu'il ait opéré sur du mortier exposé à l'air.

Quelques chimistes ont pensé que l'acide carbonique contenu dans l'air, se fixait peu-à-peu dans le mortier et concourait ainsi à sa solidification. Nous avons vu un exemple remarquable de l'action de cet acide sur les hydrates de chaux ; il pénètre le mortier de la même

(l) Ouvrage cité.

manière, et avec moins de difficulté, à raison des interstices que le sable détermine; mais son influence ne s'étend pas très loin; il n'atteint jamais le centre des murailles épaisses, sur-tout si elles sont recouvertes d'enduits lissés à la truelle, et ne sauroit parvenir jusqu'aux mortiers des fondations.

D'autres ont considéré la chaux comme une simple gangue, et le sable comme un corps étranger, destiné seulement à augmenter le volume du composé. Voici comment on trouve cette idée développée dans le Mémoire de Loriot. « Dès que les deux chaux (la chaux « vive en poudre et la chaux en pâte) se saisissent et s'étreignent si « fortement qu'elles ne font plus qu'un corps solide , l'on conçoit " qu'elles peuvent aussi embrasser et contenir d'autres substances que « l'on y introduira, les serrer, et faire corps avec elles, selon la eonve- « nance plus ou moius grande de leurs surfaces et de leur contexturc, « et par-là augmenter le volume de la masse que l'on veut employer. »

Guy ton, sans se prononcer ouvertement, a semblé approuver cette explication , par la manière dont il a étudié et développé le procédé Loriot (i).

Descotils laisse croire que la chaux ne peut agir d'une manière intime sur la silice, qu'autant que ces matières ont préalablement subi ensemble l'action du feu. La conséquence naturelle de cette idée mène au système Loriot (a).

Si la chaux n'était qu'une gangue, sans action chimique sur les grains siliceux qu'elle enveloppe, il est clair qu'elle prendrait corps sous l'eau toute seule aussi facilement qu'avec le sable. De plus, l'introduction du sable serait, dans tous les cas possibles, plus nuisible qu'utile à la solidité; car l'expérience démontre que lorsqu'il n'y a pas d'affinité entre la gangue et les corps enchâssés (tableau n° i5), l'agrégé présente une résistance d'autant plus grande, que ces corps y entrent

(0 Mémoire sur les mortiers et les chaux maigres. (Ouvrage cité.) (•j) Note sur la chaux maigre. {Journal des Mines, n° 10a, page 3o8.)

en moindre quantité ; tellement , que le maximum de force a lieu quand la gangue se trouve seule. Or ceci n'arrive que pour les chaux communes, très grasses, comme nous le verrons plus tard.

» Lors de la combinaison de la chaux et du sable, dit M. Sage, il " s'opère une double décomposition, dans laquelle la chaux ne déve- « loppe son caustique que par le concours d'un alcali fixe, qui paroit « produit par la décomposition d une partie «lu sable , qui fournît « en outre à la chaux la matière qui la régénère en pierre calcaire , « tandis qu'une partie de l'acide caustique de la chaux se combine avec « la silice. »

Tous les chimistes avaient reconnu, même avant la décomposition de la chaux , que "le principe de sa causticité, admis par Meyer sous le nom de causticum , acidum pingue , comme résultant de la combinaison du feu et d'un acide, n'était qu'une explication ingénieuse dénuée de tout fondement.

Nous ne nous étendrons pas davantage sur ces théories; nous ferons remarquer seulement que la grande divergence des opinions sur les moyens de favoriser la solidification du mortier, tient à la différence de ces mêmes théories. On concevra facilement, d'après l'exposition succincte que nous venons d'en faire, pourquoi 1rs uns prescrivent de laisser le mortier se sécher lentement, en le tenant à couvert et en l'arrosant de temps en temps, tandis que d'autres recommandent de le préserver de la pluie et de toute humidité: pourquoi ceux-ci attendent tout du temps, tandis que ceux-là cherchent à accélérer la dessication, soit rn employant la chaux bouillante, soit en ajoutant de la chaux vive à la chaux éteinte, etc. Tels sont les résultats des systèmes; ils conduisent aux pratiques les plus opposées; et s'il arrive, par hasard , que l'on rencontre juste, il est rare que l'application se fasse sans contre-sens ou à propos.

On ne peut disconvenir des difficultés que présente un pareil sujet, lorsqu'au lieu de multiplier et de varier les expériences, on commence par raisonner sur un ou deux faits isolés. Il est vrai de dire aussi que de bonnes expériences ne sont pas sans difficultés; cela tient à ccr-

laines causes qui échappent souvent à la plus grande sagacité, et quelquefois se présentent comme d'elles-mêmes. Une des plus remarquables tient à la petitesse des pièces de mortier d'essai que l'on fabrique, à l'influence bien prononcée de l'acide carbonique contenu dans l'air, et à l'inégalité de ses progrès.

Soit, en effet (fig. 2, pl. III), a b c d, une section pratiquée sur un cube ou sur un prisme quadrangulaire âgé de dix-huit à vingt mois; soit de la face sur laquelle le solide a été posé pendant la totalité ou la plus grande partie du temps qui s'est écoulé depuis sa fabi -ira lion jusqu'au moment de l'expérience; m no p représentera la figure et la position du noyau dans lequel la chaux n'est point régénérée par l'acide. D'après cela , si l'on casse un des prismes en prenant d c pour axe de rupture, un autre en prenant a b, on sera évidemment conduit à de faux résultats. Il en sera de même, si, en se servant de la machine à écraser, on pose un cube tantôt sur d c, tantôt sur b c ou a d. Cette chance d'erreurs, si facile à éviter quand on est averti, ne peut l'être que par le plus grand des hasards quand on ne l'est pas.

Ce serait une autre erreur, due à la même cause, que de comparer les résistances de diverses pièces de mortier du même âge, mais de figures et de dimensions inégales, en cherchant à rendre les résultats comparables par le calcul. Gomme la somme des parties régénérées n'est point proportionnelle dans chaque solide au volume total, et que d'ailleurs les progrès de cette régénération varient avec la disposition et la forme des surfaces, on arriverait nécessairement à de fausses conséquences.

Indépendamment de l'égalité des pièces, et de la manière de les disposer pour les rompre, il faut encore observer que toutes les' autres circonstances soient semblables , si l'on tient à faire une comparaison rigoureuse. Car si une pièce tirée du même mortier a été déposée sur de la pierre , l'autre «ur du bois; si l une a été placée dans un courant d'air, l'autre dans un endroit ferrn^ elles n'offriront ni la même résistance , ni la même pesanteur spécifique , quoique du même âge , quoique composées des mêmes éléments et tirées de la même pâte.

Il en sera de même, si tout étant semblable d'ailleurs, on a lissé légèrement, soit avec la main, soit avec une truelle, les faces de Tune et non celles de l'autre (fig. 3, pl. III).

A l'appui de ces observations, nous citerons un fait dont chacun peut s'assurer, c'est I inégale dureté du mortier dans la même muraille, dans la même assise, suivant qu'il est en contact avec un fragment de brique, une pierre compacte ou spongieuse; qu'il a été jeté vigoureusement à la truelle, massivé sous la pierre, ou posé doucement, etc.

La plupart «le ces anomalies, qui dépendent de l'influence de l'air ou du voisinage de certains eprps, etc., seraient moins sensibles si Ion faisait servir aux expériences des pièces d'un grand volume. Mais, avec beaucoup d'attention , on parvient à en tenir compte ou à les éluder dans les expériences ordinaires.

Quand on compare les résistances des mortiers qui remplissent des fondions différentes dans une construction, il faut avoir égard au changement de lieu et d'état qu'on leur fait subir pour les soumettre aux épreuves. Les mortiers, et quelques corps pierreux qui peuvent s'imbiber d'une certaine quantité d'eau, perdent de '/s à */s de leur force lorsqu'on les mouille; la brique de première cuite, dont nous avons trouvé la résistance de 5436 lorsqu'elle est sèche, ne donne plus fpie 334y après avoir été plongée une demi-heure dans l'eau. La pierre poreuse de Cal viac donne, dans les mêmes circonstances, d'abord 84<jo et ensuite 6990. Réciproquement, la force des corps de nature pierreuse, qui passent de l'état humide à l'état sec par leur exposition à l'air, augmente de '/s à 7s (1); d'où il suit que les mortiers enfouis , ou que l'on tire des fondations d'un édifice pour les comparer à d'autres, doivent être éprouves sur-le-champ, si l'on veut connaître

(1) Il est extrêmement probable que le décroîssmiont de réinstance Je* corps spongieux, varie avec la quantité d'eau ^©nt il* peuvent se clwrger; de sorte qu'il ne faut pas regarder '/s et »/$ comme de» limites; il. en est d'ailleurs qui peuvent perdre toute leur consistance > tels sont les pisés , les briques crues, etc.

la vraie résistance dont ils sont capables dans le Heu même qu'ils occupaient. Nous ferons remarquer, à propos de ces observations, que si l'on avait à déterminer, par le calcul, les dimensions à donner à des soutiens ou piliers en matériaux spongieux et dont les bases seraient sujettes à être mouillées, il faudrait avoir égard au décroissement accidentel de résistance dont nous venons de parler.

Il peut encore se présenter une autre cause d'erreur assez singulière, et moins facile à prévoir que celles dont nous venons de faire l'énumération. La voici : imaginons deux prismes quadrangulaircs A et B, à sections égales à celle qui est représentée par la fig. 2 (pl. III), et soit le rapport des parties régénérées par l'acide carbonique de l'air à celles qui ne le sont pas dans l'un et dans l'autre, comme 1 est à 3; il peut se faire que par suite, soit du procédé d'extinction , soit des proportions, etc., la résistance absolue des parties régénérées soit plus grande, et qu'au contraire celle des parties non régénérées soit plus petite dans le prisme A que dans le prisme B. D'où il peut résulter une compensation telle que la résistance totale absolue de A soit plus grande que celle de B ; ce qui n'aurait plus lieu si les dimensions des prismes étant beaucoup plus grandes qu'elles ne le sont, le rapport de 1 à 3 se changeait en celui de 1 à 100, par exemple. En dépouillant; les deux prismes de leur enveloppe avant que de les rompre, on saura facilement à quoi s'en tenir.