CHAPITRE PREMIER

Des différentes espèces de Chaux de construction.

On a distingué jusqu'à présent les diverses cliaux de construction, en espèces grasses et en espèces maigres (i); il s en trouve errectivement dont le volume, mesuré en poudre vive, se triple par l'extinction ordinaire, et d'autres qui ne rendent qu'un et un cinquième; mais, comme entre ces extrêmes se placent une foule de chaux moyennes qui donnent tantôt deux , trantôt plus de deux et moins de trois pour

(i) M. Fanjas de Saint-Fond (Recherches sur les pouzzolanes, la chaux et les moriiers)donnelenomde chaux vive à celle qu'on a nommée jusqu'à ce jour chaux maigre. Celte dénomination est tout-à-fait impropre, car on ne doit entendre par chaux vive que celle qui n'a point encore été éteinte, quelle que soit d'ailleurs sa nature.

un, on conçoit la difficulté de tracer une ligne de démarcation entre les chaux jjrasses et les chaux maigres.

Cette dénomination de chaux maigre a été ensuite appliquée exclusivement à toutes celles qui ont la propriété de prendre corps sous leau; cependant il en existe de maigres qui font exception. Pour faire tlisparaître ce qu'il y a de vague ou d'inexact dans ces distinctions, nous appellerons, i° chaux hydrauliques, celles qui, cuites au degré ordinaire, durcissent en peu de temps sous l'eau sans le secours d'aucun ingrédient étranger; 2° chaux communes, celles qui ne jouissent pas de cette propriété; 3*" nous dirons d'une chaux qu'elle est grasse, quand, placée vive sous un grand volume d'eau, elle en absorbe pour se fondre de 2,60 à 3, 60 pour 1,00 (ces nombres expriment des poids); qu'elle est moyenne, quand, dans les mêmes circonstances, elle en absorbe de 2,3o à 2,60; et maigre enfin, quand elle n'en peut prendre que de 1,00 à 2,3o. 4° Nous achèverons de caractériser chaque espèce par sa couleur, qui est assez souvenl un indice remarquable.

Les chaux hydrauliques (tableau n° i) sont quelquefois blanches ou très peu colorées (exemple, chaux de Montélimart, de Nîmes et de Viviers), mais elles affectent le plus souvent une teinte gris de boue ou de brique crue (exemple, chaux de Cabessut à Cahors, de Saint- Céré, département du Lot, de la Bourgade, près de Montauban), et sont ordinairement maigres, rarement moyennes, et jamais grasses. L inverse n'a pas lieu , c'est-à-dire, que la couleur et la qualité maigre ne sont pas les caractères exclusifs des chaux hydrauliques (exemple, chaux tirée de la pierre de Calviac, département de la Dordogne).

Ces espèces de chaux, réduites en bouillie liquide par l'extinction, et immergées ensuite, rejettent, en se solidifiant, une partie de l'eau quelles contenaient; elles en prennent, au contraire, une nouvelle quantité, si, au lieu d'une bouillie liquide, on a formé une pâte ferme. 11 existe donc, entre ces extrêmes, un degré moyen de consistance pâteuse pour lc(|uel aucun des deux cas n'arrive. Ainsi, les principes qui constituent les chaux hydrauliques tendent à s'unir chimiquement par hnterjnèdc d'une quantité déterminée d'eau qui passe en même

( 3 ) temps à letat soliJe. On peut donc considérer ces espèces de chaux comme capables de solidifier en peu de temps toute l'eau dont elles s abreuvent, pour se réduire en pâte ni trop dure ni trop molle par l'extinction; elles n'ont par conséquent pas besoin, pour durcir, du contact de l'air, et de la dessication qui en est la suite.

Les chaux communes saisissent, dans les mêmes circonstances, beaucoup plus d'eau qu'elles n'en peuvent solidifier; et comme elles n'ont point la faculté de rejeter celle qui est superflue, elles restent constamment à l'état de pâte molle, non seulement dans l'eau, mais encore dans les bassins imperméables où on les ét^nt lorsqu'on les recouvre de terre ou de sable (i).

11 se rencontre certaines chaux qui participent des chaux communes et des chaux hydrauliques; car, privées du contact de l'air après avoir été réduites en bouillie, elles acquièrent quelque consistance, sans cependant devenir jamais bien dures; elles n'ont, en effet, le pouvoir de Faire passer à l'état concret que la plus grande partie de l'eau dont elles se sont chargées; il en reste un léger excès qui ne se combine point.

Les qualités de la chaux changent non seulement d'un canton à l'autre, mais, ce qui paraîtra moins croyable, c'est que ces changements s'observent souvent dans la même carrière; et telle est la variété des espèces calcaires sous ce rapport, qu'on peut fiicilement en trouver un assez grand nond)re pour passer de la chaux commune la plus grasse à la chaux hydraulique la plus maigre, eu parcourant toutes les nuances intermédiaires (2).

(0 On lit <lans l'ouvra{;e de L. B. Alberti (liv. II, cli. xi) « que l'on uouva dans «une fosse de la chaux éteinte depuis environ 5oo ans; que celte chaux était « encore si nioilo, si bien délayée et si mûre, que le miel ni la moelle des bétes ne « l'étaient davantage. »

(a) M. Faujas dit que « ces différentes variétés ont été de tous les temps la cause que les personnes qui ont voulu donner des ))iocédés stricts et généraux pour les doses de chaux dans plusieurs ciments imaginés depuis peu , ont presque toujours

Bergman, et après lui Guy ton (i) ont attribué à quelques centièmes de manganèse la propriété des chaux hydrauliques; Saussure (2) a pensé, au contraire, quelle n'était due qu'à la silice et à l'alumine, combinées dans de certaines proportions; et Descotils (3) a conclu de l'analyse de la pierre de Senonches, que la condition essentielle était la présence d'une grande quantité de matière siliceuse, disséminée en particules très fines dans la substance calcaire. Il parait, en effet, qu'on ne trouve dans la pierre de Senonches qu'une très petite proportion de magnésie, d'alumine et de fer, tandis qu'elle donne un quart de silice (4). Mais la silice, d'un autre côté, n'entre que pour cinq à six centièmes dans la pierre de Metz, dont les qualités supérieures sont cependant généralement reconnues (5). Il faudrait donc savoir préalablement quel est le degré d'énergie de la chaux de Metz, par rapport à la chaux de Senonches, pour décider avec quelque certitude en quelles proportions la silice doit se trouver mêlée à la substance calcaire (6).

Nous ne pouvons rien affirmer sur l'efficacité de l'alumine; mais

échoué»; nous ajouterons que c'est à la même cause qu'il faut attribuer le discrédit de certains procédés de fabrication, dont le succès était dû moins à la manipulation qu'à l'énergie des matières qu'on employait.

(i) Mémoire sur les mortiers et les chaux maigres; Annales de Chimie, tom. 87, pag. 253.

(2) V^oyage dans les Alpes.

(3) Journal des Mines, n° 202 (i8i3), p. 3o8.

(4) M. Vitalis, chimiste de Rouen, prétend cependant que la pierre de Senonches contient deux Fois autant d'alumine que de silice (Mémoires de Gratien Lepère sur les schistes de Cherbourg).

(5) Guyton; Mémoire sur les mortiers et les chaux maigres; déjà cité.

(6) Des expériences comparatives, faites à Paris postérieurement à la rédaction de ce Mémoire, ont prouvé que la chaux <le Mrtz est supérieure à la chaux de Senonches; ce qui confirme la justesse de notre observation. Il est très probable, d'ailleurs, qu'il existe d'autres oxiUes qui partagent avec la silice la faculté de rendre la chaux hydraulique.

(5) nous avons définitivement reconnu, par des essais multipliés, que le (er et le manganèse ne sont point indispensables.

Quelques expériences, dont nous parlerons bientôt, sembleraient, d'un autre côté, annoncer qu'un feu modéré et long-temps soutenu peut donner à des pierres assez pures la propriété de se transformer en chaux hydraulique; mais ce résultat a besoin d'être confirmé par de nouvelles épreuves, quil faudra répéter sur plusieurs variétés de substances calcaires. En attendant, on peut concevoir qu'il n'est pas impossible quune cause autre que l'influence des oxides dont nous venons de parler puisse déterminer la chaux à durcir dans l'eau.

Sans anticiper sur ce que nous avons à dire dans la suite de ce Mémoire, nous pouvons dès à présent annoncer qu il est de la plus grande importance, sur-tout lorsqu'il s'agit de travaux publics, de s'assurer de la qualité de la chaux qu'on doit employer : or, l'analyse chimique suppose une habitude et des connaissances que tous les constructeurs ne peuvent pas avoir. Il sera toujours plus facile et plus sûr de soumettre un fragment de la pierre qu'on voudra essayer à la cuisson ordinaire dans un four à chaux, ou, comme nous l'avons pratiqué souvent, à un feu de forge, en employant le charbon de bois (la houille se colle aux pierres et détermine une fritte), d'en former ensuite, par l'extinction ordinaire, une bouillie pâteuse qu'on placera au fond d'un vase, sous une eau pure; et si, au bout de huit ou quinze jours, cette bouillie a pris de la consistance, et résiste à l'impression du doigt, cest une preuve, ipso facto ^ que la pierre dont il est question peut fournir de la chaux hydraulique. Si la bouillie reste molle, au contraire, c'est le caractère certain dune chaux commune (i).

Nous insistons sur ces distinctions, parceque les chaux hydrauliques ne sont pas seulement précieuses pour la fabrication des bétons , mais

(i) Le moyen que donne M. Faujas, pour reconnaître la qualité de la chaux, est tout-à-faii illusoire. Il conseille de mêler à une mesure de chaux deux mesures de pouzzolane et une demi-mesure de gros sable; de former du tout un mortier qu'on placera dans une caisse, et qu'on laissera ensuite séjourner trois mois sous une eau

( 6) paiTcrjuVllos seules peuvent donner, par leur mélange avec le sable ojdinaire, d excellents mortiers pour les constructions exposées a l'air, nonobstant l'opinion de M. Sage, qui voudrait qu'on les proscrivît toulà-fait pour une raison fort singulière, c'est qu'on ne connaît, dit-il, ni la qualité, ni la quantité des principes qu'elles contiennent. Que les maçons donnent la préférence aux chaux communes, très grasses, parcequ à égale quantité, elles reçoivent beaucoup plus de sable que les premières, cela se conçoit; mais il est étonnant que la plupart des architccles, et même des chimistes, qui ont fait une élude spéciale des mortiers, n'aient considéré les chaux hydrauliques que par rapport à la faculté qu'elles ont de durcir dans l'eau. M. Itondelet les distingue à peine des chaux communes, et donne à entendre que la différence du foisonnement est la seule chose à laquelle on doive avoir égard , en disant que trois parties de sable contre une partie et demie de chaux grasse (qui absorbe deux fois et demie son poids d'eau) forment un mortier égal à celui qu'on obtiendrait en mêlant à deux parties de chaux maigre (qui absorbe un poids d'eau égal au sien) la même quantité de sable (i). Nous verrons plus tartl» combien cette assertion est peu fondée.

Guyton a indiqué deux moyens d'obtenir des chaux hydrauliques artificielles ; le premier consiste à mêler quatre parties d'argile grise et six d oxide noir de manganèse à quatre-vingt-dix parties de pierre à chaux réduite en poudre, et de calciner ensuite le mélange.

Le second est d'ajouter à la chaux vive ordinaire une certaine quantité de mine de fer blanche, qui se compose en grande partie de carbonate de chaux manganésiée.

Le dernier moyen serait d'un usage bien limité; le premier n'est pas

pure; et si, après ce tenue, le mortier a formé uu corps dur, ce sera une preuve que la chaux se trouve boune. Je ne crois pas qu'il existe une assez mauvaise cliaux au monde pour résister à pareille épreuve : on ne peut s'assurer de l'énergie de la chaux qu'en remployant seule, ou au plus avec le sable ordinaire. (i) Rondelet, Traité théorique et pratique de l'art de bâtir, tome i".

(7) j)raticaLle, car on se figure sans peine combien il deviendrait coûteux de pulvériser la pierre à chaux, sur-tout dans les pays où elle est très dure; d'ailleurs, quelle énorme quantité d'oxide de manganèse ne faudrait-il pas? L'observation de Saussure nous a conduits à faire l'essai de substances principalement composées de silice et d'alumine. Nous avons cherché à les combiner avec la chaux par un moyen différent de celui qu'indique Guyton ; le succès a surpassé nos espérances. L'opération que nous allons décrire est une véritable synthèse qui réunit d'une manière intime, par l'action du feu, les principes essentiels que l'analyse sépare dans les chaux hydrauliques. Elle consiste à laisser se réduire spontanément en poudre fine, dans un endroit sec et couvert la chaux^ue l'on veut modifier (i); à la pétrir ensuite, à l'aide d'uJ peu d'eau, avec une certaine quantité d'argile grise ou brune, ou simplement avec de la terre à brique, et à tirer de cette pâte des boules qu'on laisse sécher, pour les faire cuire ensuite au degré convenable.

On conçoit déjà qu'étant maître des proportions, on lest éralement de donner à la chaux factice le degré d énergie que l'on désire et d'égaler ou de surpasser à volonté les meilleures chaux naturelles (2).

Les chaux communes très grasses peuvent comporter 0,20 d'argile pour 1,00; les chaux moyennes en ont assez de 0,1 5; 0,10, et même 0,06 suffisent pour celles qui ont déjà quelques qualités hydrauliques (3). Lorsqu'on force la dose jusqu'à o,33 ou o,4o, la chaux que l'on obtient ne fuse point; mais elle se pulvérise facilement, et donne, lors(ju'on la détrempe, une pâte qui prend corps sous l'eau très promptement. Quand les terres argileuses que l'on rencontre sont

(0 L'extinction spontanée de la chaux n'est pas indispensable; mais c'est le moyen de réduction le plus économique.

(2) Nous sommes parvenus à composer à Paris, .ivec les chaux de Champigny et de Clayes, et de l'argile de Vanvres, une chaux hydraulique factice, qui est de beaucoup supérieure à la chaux de Metz.

(3) Les qualités de l'argile doivent d'ailleurs influer sur les proportions.

(8) mêlées de graviers ou de débris calcaires, on les jette dans un grand bassin plein d'eau; on les y délaye, en les agitant avec un rabot; on fait couler la bouillie qui surnage dans un second bassin, où elle sert à former, avec la chaux en poudre, les boules en question. On parvient assez facilement, avec un peu d habitude, à doser exactement les mélanges, quoique la terre soit ainsi déti-empée : la manipulation se fait d'ailleurs mieux et plus vile que de toute autre manière.

11 ne faut pas croire que l'argile cuite à jiart, et ajoutée à la chaux commune dans les proportions que nous venons d'indiquer, puisse donner les mêmes résultats que lorsque ces deux substances sont mêlées avant la cuisson. Le feu modifie les uns par les autres les principes qui constituent le mélange, et donne naissance à ui^ nouveau composé qui jouit de nouvelles propriétés. Cette vérité devient palpable, lorsqu'on compare, par exemple, la couleur de la chaux factice (à argile ferrugineuse), qui tire sur le vert gale un peu jaunâtre, à celle que contracte la chaux commune, broyée avec un peu de ciment rouge. Du reste, il y a une très grande différence dans la manière dont ces composés se comportent sous l'eau (i).

Pour ne laisser aucun doute sur la possibilité de transformer (en grand) la chaux commune en chaux hydraulique, nous allons présen-

(i) Smenlon pro])ose aux chimistes (Reclierches expérimentales sur la meilleure composition des ciments hydrauliques, extraites de la Bihliothéque britannique t. ICI", p. 89 cl 61 1 ) de décider « pourquoi la présence de l'argile, dans le tissu de « la pierre calcaire, rend la chaux propre à se durcir sous l'eau; propriété que la « chaux tirée des pierres calcaires pures n'acquiert point. » Il ajoute que "l'argile « mêlée à la chaux ordinaire ne produit pas cet effet; la liritjue pile'e en poudre fine « ou grossière n'y fait rien non plus.. . . etc. »

On voit que Smeaton n'a essayé que le mélange de la chaux éteinte et de l'argile cruej s'il avait eu l'idée de faire cuire le mélange, il aurait obtenu de la chaus hydraulique. Quant à l'argile cuite, ou ciment, son effet sur les chaux communes grasses est bien constaté; on sait que s'il ne leur communique pas la propriété de former des bétons excessivement durs, il leur donne néanmoins assez de consiS' tance pour résister avec avantage sous l'eau dans l)eaucoup d'occasions.

(9) ter ici un détail très approximatif de ce que coûterait un métré cube de cette chaux dans le pays que nous habitons (Souillac, département du Lot).

iJn four à bois ordinaire, de forme carrée, contient Sg métrés cubes de matériaux; en plaçant 17 mètres cubes de pierre à chaux naturelle pour former la voûte, et ^2 mètres cubes de boules ou prismes à chaux factice par-dessus, on peut faire plusieurs fournées consécutives; et la chaux naturelle de chaque fournée donnera la chaux factice de la suivante, en adoptant les proportions de i,oo de chaux en poudre éteinte à lair, contre 0,20 de terre argileuse, mesurée aussi en poudre. (Il est bon de faire observer que 1,00 en volume de chaux en poudre vive rend 3,52 en poudre éteinte, dans le cas qui nous occupe.) Une fournée coûtera , savoir :

Fourniture de 17 mèti-es cubes de pierre ordinaire, à

chaux commune très grasse, à 2 francs 34 fr. 00 c.

Jdem , de 8 mètres ^o cent, de terre à brique , supposée assez pure pour n'avoir pas besoin d'être

lavée, à 3 francs . . 2S 20

Façon de 42 mètres de boules , ou briques de chaux

factice, à 12 fr. le mètre. . . • 5o4 00

Fourniture de 5o stères de bois de chêne , à 10 fr. l'un. 5oo 00 Charge et décharge du four, entretien du feu, 22 joiunées de maître chaufournier (le temps de la cuisson

comptant doublej , à 3 f r 66 00

Pour iV^ew, 68 journées de manoeuvre, à 2 fr. . . . i36 00

Prix d'une fournée. ...... i 266 20

Pour obtenir dix fournées consécutives pareilles à celle dont nous venons d'évaluer la dépense, il faudrait en faire onze; la première, que nous ne comptons pas, donnerait de la brique, et la chaux nécessaire à la préparation de la seconde fournée : les dix fournées fourniraient donc 420 mètres cubes de chaux hydraulique, et coûteraient

( lo) 12,652 francs; donc le mètre cube de cette chaux reviendrait, prix coûtant, à 3o francs 12 centimes, et à 35 francs, à très peu près, y compris bénéfice et frais d'établissements.

Il est bon de faire observer que la chaux factice ainsi obtenue , se comportant comme les chaux hydrauliques naturelles, ne foisonnerait que très peu par l'extinction. Un mètre cube n'équivaudrait guère, sous ce rapport , qu à o'°,6o de chaux naturelle du pays.

En voilà assez pour démontrer que la fabrication des chaux hydrauliques, telle que nous la concevons, n'a rien de difficile ni d impraticable en grand. Ce serait d ailleurs une chose à examiner dans les pays à pierres tendres et crayeuses, s il ne conviendrait pas de substituer à la première cuisson une pulvérisation mécanique ; mais il est fort douteux que le succès fût le même, parcequ'il deviendrait très difficile d'obtenir, par une trituration grossière, la seule praticable en pareil cas, une division aussi parfaite que celle que donne l'extinction spontanée de la chaux.