ARTICLE PREMIER. DE LA CHAUX

Il est probable que la découverte de la chaux a dû être faite longtemps après celle des briques. Il fut bien plus facile de s'apercevoir que la terre argileuse, détrempée par les pluies, pouvait prendre la forme qu'on voulait lui donner, et acquérir une certaine dureté en séchant, que de deviner, pour ainsi dire, les propriétés de la pierre calcaire. Il fallait une circonstance extraordinaire pour découvrir que cette espèce de pierre, exposée à l'action du feu, était susceptible de se dissoudre dans l'eau, et de produire une pâte fine, blanche et onctueuse, dont le mélange avec le sable, la pouzzolane, et autres matières de ce genre, acquérait, par le temps, une dureté égale à celle des pierres ordinaires. Cette découverte est peut-être la suite de l'embrasement de quelque édifice bâti en pierres calcaires. On remarqua qu'en jetant de l'eau pour éteindre l'incendie sur quelques-unes de ces pierres calcinées par la violence du feu , elles se dissolvaient. Le premier usage qu'on fit de cette matière, fut d'en couvrir les enduits, faits sur des murs en briques crues , comme ceux des palais de Crésus , de Mausole et du roi Attale, selon les rapports de Pline et de Vitruve.

Des pierres à chaux.

Les pierres calcaires qui font la meilleure chaux , sont assez ordinairement les plus dures, les plus pesantes, celles dont le grain est fin,

est très-cassante; elle en diffère par la couleur, qui est rouge foncé, et par ses dimensions en largeur et en épaisseur : elle ne porte que 3 pouces 9 lignes à 3 pouces 10 lignes de large (101 à 104 millimètres), sur 20 à 21 lignes d'épaisseur (45 à 47 millimètres); le millier pèse 3870 livres ( 1 894 kilogrammes, 388 grammes).

homogène , et dont la texture est la plus compacte : c'est pourquoi les cailloux calcaires et les marbres font d'excellente chaux. Dans presque toute l'Italie la chaux dont on fait usage est fort bonne, parce que la pierre qu'on y emploie est presque toujours une espèce de marbre très-pur : les plus estimées sont celles de Turin, de Padoue, de Venise et de Rome.

En France, on trouve aux environs de Metz une pierre fort dure avec laquelle on fait une chaux d'une qualité supérieure. Cette chaux , nouvellement éteinte, et mêlée avec du gravier, produit un béton, ou espèce de mortier, dont la consistance est si grande, qu'on peut en construire des voûtes sans briques ni moellons, ces voûtes ne forment, dans la suite , qu'une seule pièce aussi dure que la pierre.

Pour donner une idée de la bonté de cette chaux, on rapporte que des ouvriers qui n'en connaissaient pas la qualité, s'avisèrent d'en éteindre dans un bassin qu'ils couvrirent de sable pour la conserver. Au bout d'un an elle se trouva si dure, qu'il fallut, pour la rompre, des coins et des masses de fer, afin de l'employer comme moellon.

On fait à Lyon d'excellente chaux avec de la pierre de Saint-Cyr, qui est très-dure. Aux environs de Boulogne, dans le département du Pasde-Calais, on fait aussi de très-bonne chaux avec une espèce de pierre dont la couleur est jaunâtre1.

La chaux dont on se sert à Paris est d'une moindre qualité; la meilleure vient de Senlis et de Champigny : celles de Chanville , Meudon et

1 Indépendamment de cette pierre à chaux, on trouve encore à Boulogne, sur la côte, un galet ou pierre silicéo-calcaire , qui a la propriété de fournir un mortier fort dur.

«Cette pierre, calcinée et réduite en poudre, donne une matière qui, mouillée et » gâchée comme le plâtre , a la propriété de se solidifier instantanément , de se durcir dans » l'eau, et d'y devenir d'autant plus dure et plus tenace, qu'elle y séjourne plus long- » temps. » ( Rapport fait à la Société d'agriculture , de commerce et des arts , de Boulogne , en l'an X (1802) , par une commission chargée d'examiner les propriétés de cette pierre, au produit de laquelle on a donné le nom de plâtre-ciment. )

Soumise à l'analyse chimique , par M. Guiton-Morvaux, cette pierre a présenté les proportions suivantes , dans ses parties composantes, sur 100 grains de matièie.

Silice 9 90

Alumine 4 40

Chaux 40 30

Carbonate de chaux 33 00

Acide carbonique M »

Oxide de fer 11 30

Perte • 1 10

du port de Marly, sont grasses et onctueuses; la chaux de Melun et de Corbeil est la moins estimée.

A Fontainebleau, département de Seine-et-Marne, on fait usage d'une espèce de chaux qui vient d'un endroit nommé Champagne , qui passe pour être d'une excellente qualité.

Dans le département d'Eure-et-Loire , on fait avec la marne de Senonches une chaux qui durcit promptement, même dans le bassin, lorsqu'elle y séjourne quelque temps. Le mortier que l'on fait avec cette chaux est fort bon pour les ouvrages construits dans l'eau.

Il existe aux environs de Gap, département des Hautes-Alpes, dans un endroit nommé Cretage, une espèce de pierre à chaux qui contient beaucoup de Manganèse de fer, avec laquelle on fait de la chaux grise d'une excellente qualité; elle s'unit plus fortement avec le sable que les chaux blanches. En général l'expérience a fait connaître que les chaux grises avaient beaucoup plus de force pour lier les constructions en maçonnerie, que les autres. Celle des environs de Metz, dont nous avons parlé, est grise. Il s'en trouve auprès de Nevers de cette couleur, qui est aussi d'une très-bonne qualité.

Les endroits de France où l'on trouve la meilleure chaux, sont Tournay, Namur, Aix-la-Chapelle, Liège, Mayence, Metz, Nevers, Nîmes, Montpellier, Cahors, Bordeaux, Lyon, Senlis, Perpignan, Pau, Tarbes, et plusieurs autres encore. On a observé qu'en France la meilleure pierre, celle qu'on appelle particulièrement pierre à chaux, est grise et pesante

Pour pouvoir entrer dans plus de détails , il faudrait avoir fait un grand nombre d'expériences, à défaut desquelles on se borne à ces indications. On ne saurait trop recommander aux constructeurs qui auraient occasion de faire exécuter des ouvrages d'une certaine importance, à la solidité desquels la qualité de la chaux pourrait influer particulièrement, de recourir à de nombreux essais, parce que la manière de procéder des ouvriers , qu il faut , avant tout , observer soigneusement , n'est pas toujours assez exacte pour qu'on puisse se fier entièrement à leur rapport, et que des connaissances plus approfondies peuvent redresser les erreurs où ils pourraient être tombés.

Observations sur la manière de cuire la pierre à chaux.

Pour convertir les pierres en chaux, il faut avoir attention de ne chauffer le four que par degrés : 1°. parce que si les pierres sont sur-

prises par un feu trop vif, elles se brisent , et font écrouler celles que l'on dispose dans le four , en forme de voûte à claire-voie , pour faciliter leur cuisson; 2°. parce qu'il est à craindre que les pierres trop promptement saisies par le feu, ne puissent plus se convertir en chaux : au lieu qu'un feu modéré en commençant, les fait suer doucement, et en retire l'humidité sans accident. Il faut que le degré de chaleur aille toujours en augmentant, sans interruption. Il règne, à ce sujet une erreur parmi les ouvriers, qui est répétée dans plusieurs livres, c'est que quand le feu a été interrompu avant que la pierre ait obtenu le degré de cuisson qui lui convient, un bois entier ne suffirait pas pour la réduire en chaux. Il faut observer de ne faire chaque fournée que d'une seule espèce de pierre, d'une même carrière, s'il est possible, afin que la chaux qui doit en provenir soit d'une même qualité.

Lorsqu'on est obligé, pour remplir le four, de prendre des pierres de plusieurs espèces, ou de différentes carrières, il ne faut pas les mêler confusément, mais les ranger ensemble en raison de leur qualité, afin qu'étant réduites en chaux, on puisse les séparer, s'il est nécessaire, et éprouver le degré de chaleur qui leur convient. Les plus grosses pierres et les plus dures, doivent se placer au centre, et les plus petites, ou moins dures, à la circonférence.

La plupart des auteurs, et entre autres Alberti et Palladio, disent qu'il faut au moins soixante heures d'un feu vif, violent et continu, pour réduire les pierres en chaux. Selon Scamozzi, il faut cent heures, ou quatre à cinq jours; c'est à peu près le temps qu'on y emploie ordinairement.il n'est pas possible d'indiquer le temps au juste, parce qu'il dépend, 1°. de la qualité des pierres, 2°. des combustibles dont on se sert, 3°. de la ma nière dont le four est construit, et de différentes autres circonstances.

On connaît que la chaux est faite quand il s'élève au-dessus du fourneau , au débouchement de la plate-forme , un cône de feu vif, sans aucun mélange de fumée, et lorsqu'en examinant les pierres, on les voit d'une blancheur éclatante.

M. Macqucr dit que pour réduire les pierres calcaires en chaux vive, il suffit de les exposer à l'action d'un feu capable de les rendre d'un rouge presque blanc, et de les entretenir dans cet état pendant douze ou quinze heures, et qu'on peut en faire de très-bonne avec une chaleur moindre, continuée plus long-temps, ou en beaucoup moins de temps, avec un feu plus violent, qui ne soit pas cependant assez fort pour les vitrifier.

M. de Buffon a découvert, en faisant des expériences sur la chaleur obscure , un nouveau moyen de faire la chaux avec moins de dépense, c'est-à-dire, en y employant une moindre quantité de bois ou de combustible quelconque. Ce moyen consiste à faire usage d'un fourneau clos, au lieu d'un fourneau découvert. Il assure qu'avec une petite quantité de charbon on parviendrait, en moins de quinze jours, à convertir en très-bonne chaux toute la pierre calcaire que pourrait contenir le fourneau.

Il résulte des observations de ce savant naturaliste , 1 °. que la chaux faite à feu lent et concentré, est plus pesante que la chaux ordinaire, réduite à moins de la moitié du poids de la pierre dont elle est faite, tandis que celle dont il s'agit n'en perd que les trois huitièmes environ ;

2°. Qu'elle n'absorbe pas l'eau avec autant de vivacité : lorsqu'on l'y plonge, elle ne donne d'abord aucun signe de chaleur ni d'ébullition; mais peu à peu elle se gonfle et se divise , en sorte qu'on n'a pas besoin de la remuer comme la chaux ordinaire;

3°. Que cette chaux a une saveur beaucoup plus acre que la chaux commune;

A". Qu'elle est infiniment meilleure, plus liante et plus forte que l'autre chaux. On a éprouvé qu'en ne mettant, pour faire le mortier, que la moitié de la chaux ordinaire, il est encore excellent;

5°. Que cette chaux ne s'éteint à l'air qu'après un temps très-long, c'est-à-dire, au bout d'un mois ou cinq semaines, tandis qu'il ne faut souvent qu'un jour pour réduire la chaux vive en poudre;

6°. Qu'au lieu de se réduire en farine ou en poussière sèche, comme la chaux ordinaire, elle conserve son volume ; et lorsqu'on l'écrase, toute la masse paraît ductile et pénétrée d'une humidité grasse et liante, qui ne peut provenir que de l'humidité de l'air qu'elle a absorbé pendant les cinq semaines.

Des qualités de la chaux, et de ses propriétés relativement à ïart

de bâtir.

Vitruve est le premier des auteurs connus qui ait cherché à rendre raison des causes de la dureté qui résulte du mélange de la chaux avec Je sable, et de la propriété du mortier qui en résulte pour lier fortement les pierres dans les ouvrages de maçonnerie. Voici ce qu'on trouve

à ce sujet au Chapitre V du second Livre. Nous rapportons le texte à la suite de la traduction littérale, dans la crainte que nos expressions n'en aient altéré le sens, et pour mettre le lecteur plus à même de comparer l'opinion de ce savant architecte avec celle des physiciens et des chimistes modernes.

Des cailloux et des pierres qui font la meilleure chaux 1.

« Après avoir expliqué ce qui concerne les différentes espèces de » sables, il nous reste à fixer notre attention sur la chaux faite , soit avec » des pierres blanches, soit avec des cailloux. On remarque que celle » qui provient des pierres les plus dures et les plus compactes vaut » mieux pour la maçonnerie, et que celle qu'on obtient des pierres » poreuses est préférable pour les enduits.

» Quand on aura éteint la chaux, pour faire le mortier, il faudra, » si le sable est fossile, en mêler trois parties avec une de chaux; si » c'est du sable de rivière ou du sable de mer, en mettre deux parties » pour une de chaux : telles sont les proportions les plus convenables » pour faire un bon mortier. Mais si on ajoute au sable de rjvière ou » de mer un tiers de tuileaux piles et tamisés, le mortier qui en résul- » tera sera encore d'un meilleur usage.

» Mais comment la chaux, mêlée avec le sable, vient-elle à former » une maçonnerie solide? voici quelle peut en être la cause : les pierres, » de même que les autres corps, sont soumises à l'influence des prin- « cipes qui concourent à leur formation ; ceux qui contiennent plus » d'air, sont tendres; ceux où l'eau domine, sont mous, à cause de u leur humidité; si c'est la terre, ils sont durs; lorsque c'est le feu, » ils sont plus fragiles. C'est pourquoi si, avant de faire cuire les pierres

1 De calce et unde coquatur optima.

De arense copiis cùm habeatur explicatum , tum etiam de calce diligentia est adhibenda , uti de albo saxo, aut silice coquatur : et quae erit ex spisso et duriore, erit utilior in structura : quae auteoi ex fistuloso, in tectoriis.

Cùm ea erit extincta , tune materia ita misceatur, ut si erit fossitia , très arense et una calcis confundantur. Si autem fluviatica aut marina , duae arenae in unam calcis conjiciantur : ita enim erit justa ratio mixtionis temperaturae. Etiam in fluviatica aut marina, si quis testam tusam et succretam ex tertiâ parte adjecerit , efficiet materiae temperaturain ad usum meliorem.

Quare autem, cùm recipit aquam et arenam calx , tune confirmât structuram ; haec esse causa videtur, quôd è principes uti caetera corpora, ita et saxa sunt temperata : et quai plus

» à chaux, on les réduit en poudre, et qu'on mêle cette poudre avec le sable » pour l'employer dans la maçonnerie, ce mélange ne pouvant se solidifier » n'opérera aucune liaison entre ses parties.

» Mais une fois jetée dans le fourneau, la violence et la continuité du » feu ne tardent pas à dépouiller ces pierres de la force de cohésion qui » faisait leur solidité ; et bientôt il ne reste plus d'elles que des corps » brûlés, dénués de consistance, et n'offrant plus à l'œil qu'une ma- » tière désunie et décomposée. L'air et l'eau, élémens constitutifs de » la pierre, lui sont enlevés en même temps, et son sein se remplit » d'un amas de chaleur cachée. Trempée dans l'eau avant la déperdition » de cette chaleur, elle recouvre une force nouvelle, et semble se rani- « mer par le contact de l'humide qui pénètre de toutes parts sa texture » relâchée : enfin le froid succède à cette effervescence , dès que le feu de » la chaux s'est entièrement dégagé.

» Les pierres, dont on remplit le fourneau, ne présentent plus, lors- » qu'on les retire , le même poids qu'elles avaient auparavant. On trouve, » en les pesant , que sans avoir changé de volume, elles ont perdu environ » un tiers de leur poids. C'est par l'extrême division de ses parties, que » la pierre réduite en chaux, vient à former un mélange si intime avec » le sable; mélange qui, en séchant, adhère avec tant de force aux moel- » Ions qu'il enveloppe, et auquel la construction doit toute sa fermeté.»

Dans une note très-étendue que Perrault a faite sur cette explication de Vitruve, il tâche de prouver qu'elle ne s'éloigne pas, autant qu'on aurait pu le croire, de celle qu'en donnaient les chimistes de son temps.

Selon eux , la concrétion et la solidité de tous les corps proviennent

habent aèris.sunt tenera; quae aquae, lenta sunt ob humore; quae terrae, dura; qua» ignis, fragiliora. Itaque ex his saxa , si antequàm coquantur, contusa minute mixtaque arenae conjiciantur in structuram, nec solidescunt , nec eam poterunt continere.

Cùm verô conjecta in fornacem , ignis vehemeuti fervore correpta , amiserint pristinae soliditatis virtutem , tune exustis atque exhaustis eorum viribus , reliquuntur patentibus foraminibus et inanibus. Ergo liquor qui est in ejus lapidis corpore , et aèr cùm exhaustus et ereptus fuerit , habueritque in se residuum calorern latentem , intinctus in aquâ prius quam exeat ignis , vim recipit et humore pénétrante in foraminum raritates conFervescit , et ita réfrigéra tus rejicit ex calcis corpore fervorem.

Idéo autem quo pondère saxa conjiciuntur in fornacem , cùm eximuntur, non possunt ad id respondere ; sed cùm expenduntur, eâdem magnitudine permanente, excocto liquore circiter tertiâ parte ponderis imminuta esse inveniuntur. Igitur cùm patent foramina eorum et raritates, arena; mixtionem in se corripiunt et ita cohaerescunt , sicte»cendoque cum caementis coeunt , et efficiunt structurarum soliditatem.