CHAPITRE III

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. ;.iy v - v r ^yi)es bétons . *

©JJ donne , habituellement , le nom de bétons à des cbâUx , des mortiers , des citnens , qui ont la propriété de se durcir dans l’eau. D’autres personnes donnent le nom de béton , au mélange tjfh’on fait des mortiers hydrauliques- avec de gros graviers, des pierres, ou enfin des briques concassées de la grosseur d’un œuf : quoi qu’il en soit de ces denx manières de considérer les bétons, nous ignorons d’où vient ce mot , . s’il est dérivé du grec, SeJ'ù, lait, ou de l’allemand*, betnnehen, maçonnerie. La bonté du béton tient principalement à la qualité des matières que l’on emploie; il est des chaux qui ont

la propriété de se solidifier promptement, seules et sans mélange ; ces chaux forment des bétons naturels. Il est des substances, comme le traas, la pouzzolane, l’argile cuite, qui donnent à toutes les chaux , même aux chaux grasses , la propriété de se durcir dans l’eau ; ces substances sont donc propres à faire des bétons. Lorsque l’on peut réunir, à la fois, une chaux propre à faire uu béton naturel , et des matières propres informer des bétons avec toutes sortes de chaux , on oblient le béton le plus favorable aux constructions hydrauliques.

Nous avons fait connaître, en traitant des qualités et des propriétés de la chaux, quelles étaient les chaux les pins propres à la fabrication des bétous ; nous les avons divisées en trois classes : chaux argileuse, chaux magnésienne, chaux silico-magnésienne et manganésienne: ilestpossiblequequelquesautres chaux jouissent également de cette propriété. Nous avons aussi fait connaître les substances qui entrent dans la composition des mortiers, et qui sont les plus propres à la fabricaliou des bétons : on a vu, qu’un grand nombre de produits volcaniques, des argiles , des schistes cuits , calcinés au degré convenable; des produits de la combustion , tels que des scories de fer, des laitiers, des cendres de charbon de terre et de bois, des recoupes de pierre, etc., étaient propres à la fabrication des bétous. Nous ne doutons pas, que des mortiers faits avec ces substances, ne forment d’excellens bétons; mais pour compléter les connaissances des constructeurs sur cet objet, nous allons indiquer deux compositions, dont nous n’avons pas parlé jusqu’à présent, telles que la cendrée de Tournav et le béton de M. Melc't de Melleville.

La chaux de Tournay et de ses environs (1) est obteuue avec

(0 Journal do Physique, iryi , premier volume, page 3yo.

du charbon de terre; on en distingue trois sortes: i° chaux et cendrée, telles qu’on les retire du four; a° chaux pure ; 3° cendrée pure. C’est avec cette dernière que l’on fait le ciment pour bâtir dans l’eau : dans le cas où elle ne contient pas assez de chaux , on lui en ajoute une quantité suffisante, eu petits morceaux, et l’on mêle bien le tout.

On met d’abord une demi-manne de cendrée dans un tas, on jette de l’eau dessus pour éteindre les particules de chaux , contenue dans cette cendrée; on en éteint ensuite une seconde demi-manne , que l’on entasse avec la première, et l’on continue jusqu’à ce que l’on ait la quantité suffisante de cendrée, pour entretenir l’ouvrier pendant un jour.

Une auge en pierre, de deux pieds en carré , est disposée contre un mur; au-dessus est une espèce de demoiselle en bois , armée de fer dans sa partie inférieure ; cette demoiselle est suspendue à l’extrémité d'une perche horizontale , qui facilite son mouvement. On remplit cette auge jusqu’aux deux tiers, environ , de cendrée éteinte; on la bat fortement avec la demoiselle, pour en former une pâte homogène; lorsqu’elle acquiert, par le battage, une trop grande liquidité, on suspend l’opération , pour la laisser sécher et prendre un commencement de durcissement ; après quoi on recommence à la battre. Le battage et le repos se réitérant jusqu’à dix fois, la cendrée alors est propre à être employée ; si des circonstances imprévues empêchaient que l’on ne puisse employer, de suite, le mortier ainsi préparé, on pourrait le laisser reposer quelque temps; mais il faudrait, pour empêcher qu’il ne se dessèche trop, le rebattre de temps à autre, au moins tous les 3 jours. Dans le cas où les circonstances forceraientà leconserver, il faudrait leplacerdans unecave ou dans tout autre lieu qui le prive de la présence du soleil , et qui retarde la dessiccation.

Partout où l’on emploie le mortier dans des lieux humides, ou dans l’eau, on peut faire usage de la cendrée; elle a, sur le mortier ordinaire, une propriété merveilleuse : quelques minutes, après qu’elle a été appliquée, lui suffisent souvent pour faire corps avec la pierre; après quoi il n’y a nul inconvénient de lâcher les eaux contre l’ouvrage, pourvu qu’elles dorment comme dans un bassin. Lorsque l’ouvrage est exposé à l’action d’un cours d’eau , il faut avoir la précaution de retenir les eaux un jour, ou seulement quelques heures; et si cela ne se peut pas, il convient d’enduire l’ouvrage d’une couche de glaise ; on le défend encore avec des planches , contre l’effort du courant d’eau.

La chaux que l’on obtient, avec la pierre calcaire que l’on calcine dans les environs de Metz, est composée de 0,11 d’argile , et de 0,11 d’oxide de fer et de manganèse. Cette chaux peut donc être considérée comme une chaux durcissante dans l’eau, ou, si l’on veut, comme une chaux hydraulique. La cendre qui est mêlée avec cette chaux , lorsqu’elle est pure , est composée de ■ jm

Silice. o ,44

Alumine. . o, 4 o

Chaux 0,075

Fer. . . . S- ; ........... o,o 85 .

On pourrait employer , dans un grand nombre de circonstances, pour fabriquer de bons mortiers ou de bons bétons , le procédé pratiqué dans les environs de Tournay; le mortier en serait beaucoup mieux travaillé. Quant à la durée du battage, elle dépendrait de la nature de la chaux et de celle des substances qu’on mêlerait avec elle.

M. Melel « 1 e Melleville (i), ayant fait uu grand nombre d’essais sur la meilleure manière de composer le béton , propose celui-ci , comme ayant le mieux réussi dans les travaux dont il a eu la direction. Douze parties de pouzzolane, six parties de sable bien grené et non terreux, treize parties de recoupes de pierres, trois de mâchefer concassé , et neuf (orties de chaux vive bien cuite et concassée avec une masse de fer, ce qui fai t, neu f parties de chaux vive sur tren te-trois d’autres matières , ou 3 sur 1 1 ; on fait un cercle de la pouzzolane et du saille , on place la chaux au milieu , on l’y éteint et on la remue avec le dos de plusieurs rabots de fer; dès qu’elle est réduite en pâte, on y incorpore la pouzzolane et le sable; lorsque le tout est bien mêlé , on y jette les recoupes et le mâchefer; on remue, à force de bras, toute cette composition , pendant une heure , en la promenant çà et là avec des pelles, pour en mieux incorporer les parties; après quoi l’on en forme des tas, auxquels on laisse prendre corps pendant i4 heures en été, et 3 à 4 jours en hiver, en observant de la préserver de la pluie, et de ne l’employer que quand elle est assez ferme pour ne pouvoir être enlevée qu’avec la pioche.

Ayant fait remplir une caisse de 27 pieds cubes de ce béton, M. Melet de Melleville la lit plonger dans la mer, où elle resta pendant deux mois, après lesquels elle fut retirée, pour voir le degré de solidité que cette maçonnerie avait acquis; elle composait un corps si dur, qu’on trouva plus de difficulté à séparer ses parties, que celles de la meilleure piètre. Mais quelle espèce de chaux M. Melet de Melleville a-t-il employée ?

Nous croyons inutile de nous étendre davantage sur la com-

(1) Architecture hydraulique de Bélidor, tome IV, page 186.

DES MORTIERS» 34<j

position et le travail des différens bétons , dont on trouve la description dans plusieurs ouvrages, parce qu’il manque, à ces détails, une désignation essentielle, c’est la nature de la chaux dont on a fait usage; ce qui empêche d’avoir des données assez positives sur ces bétons. Comme la chaux , et les substances que l’on peut employer dans chaque pays, peuvent avoir des qualités différentes , et que la bonté des bétons doit dépendre des qualités et des proportions de chaque substance, il est nécessaire de faire, dans chaque pays, des expériences directes, i° sur les qualités des différentes chaux; sur celles des substances que l'on peut y combiner ; 3° sur les proportions les meilleures , pour l’usage auquel le mortier est destiné; car elles diffèrent , selon que le mortier doit être exposé à l’air ou à l’eau. Pour les constructions exposées à l’action de l’air, il faut, dans les essais, construire des briques avec les différens mortiers, les laisser sécher à l'air, dans une situation analogue à celle qu’elles doivent avoir dans la construction, et essayer ensuite leur résistance, d’abord après quelques mois, ensuite après quelques années , ainsi que la fait l’architecte Rondelet (i). Si les mortiers doivent être employés à des constructions dans l’eau, il faut également en former des briques, ou seulement des boules, comme l’ont fait Smeaton (a) et Guyton (3) ; jeter aussitôt ces masses dans de l'eau, les y laisser quelques mois, quelques années, puis essayer leur résistance.

Smeaton parait être un des ingénieurs, qui s’est, le premier, occupé, d’une manière positive , des moyens d’obtenir direc-

(l) Arl de bâtir , premier volume, page ioG ci suiv.

(a) bibliothèque britannique, tome III, pages loi et 10 a. (3) Annales de Cliimiq, tome XXXVII, page a5f).

35o FABRICATION

tement un béton d’une lionne qualité. 11 a d’abord recherché quelles chaux étaient les plus propresà sa confection ; ila trouvé que c’étaient celles qui contenaient depuis ^ jusqu’à-; de leur poids total d’argile. Quant aux sables ou oxide métallique, il reconnut que les écailles de fer, que l’on rencontre dans les forges, pouvaient être substituées à la pouzzolaneetau traas; mais comme les quantités de ces écailles , que l’on pouvait se procurer, n'étaient pas assez considérables pour de grauds travaux, il chercha à leur substituer une matière analogue; et il trouva que le minerai de fer, calciné ou grillé, pouvait remplacer ces substances , mais que son effet était inférieur à celui de la pouzzolane ou des écailles de fer.

Parmi toutes les chaux qu’il essaya , il préféra, pour le fanal d’Edystone , la chaux maigre de Walchett , ou d’Aberthow, qui contiennent, toutes les deux, de l’argile et de la magnésie.

La recherche du mortier ou ciment le plus économique, à bonté égale , entrait aussi dans les plans de Smeaton. 11 considéra l’introduction du sable, dans les mélanges, en général , comme tendant à rendre la composition plus dure, et comme augmentant son volume , par l’addition d’un ingrédient qui coûte beaucoup moinsquela chaux. Il fit, en conséquence, une suite d’essais , pour connaître le maximum de sable qu’on pouvait introduire dans la composition du mortier destiné à toutes les parties des constructions hydrauliques ; il trouva que, pourvu qu’on le battît bien, on pouvait le faire très bon encore avec deux mesures , en volume , de chaux éteinte, une de traas et trois de bon sable bien propre; ce qui donne près de trois mesures et demie de bon mortier hydraulique, c’est-à-dire plus de deux fois et demie la quantité ordinaire de ce mortier, fait avec les mêmes proportions de traas et de chaux; il trouva même, qu’on pourrait augmenter la quan-

tité de sable , mais qu’alors, les frais additionnels de battage l’emporteraient sur l’e'conomie des ingrédiens.

Quant au mortier grossier, destiné au remplissage de la partie postérieure des murs, il substitua, à la pouzzolane et au traas, les fragmens du minerai de fer calciné; si l’on ne peut se procurer cette substance , le traas , ou la pouzzolane , à la quantité d’un tiers seulement , produit le même effet.

La table suivante renferme, 20 compositions différentes de mortiers à bétons, ou cimens, propres aux constructions hydrauliques : ces expériences ont été faites avec deux espèces de cliaux, i° de la chaux maigre durcissante, contenant de l’argile et de la magnésie; 2 0 de la. chaux grasse ordinaire. Elles représentent, en quelque sorte, l’abrégé de toutes les recherches de Smeaton, sur cet important sujet. On apercevra , dans ce tableau , que, déjà , ce savant constructeur anglais avait reconnu que, pour chaque partie d’un édilice, il fallait, relativement à sa situation , un mortier d’une composition particulière.

Nature de la

Espèces de mortiers.

Mesure de

Cliaox.

Substance mélangée arec b chaax.

Chaux

Ponxzo-

lane.

SaUl.

Mortier

obtenu.

Mortier d'Kdvstnne

Mortier de pierre

et poauolane. <

Mortier de pierre, a* qualité.

Mortier de lace ou parement. .

Mortier «le farc, a« qualité. . .

Chaux maigre

Mortier pour le» dos tics murs.

: et darcissaute

Mine

1 dans 1 eau

de fer

calcinée.

Mortier de face

Mortier des canaux de Colder.

mine de fer

Mortier pour les dos des mm».

Rrillc«.

Mortier pour les dos des murs,

a« qualité

Mortier ordinaire de face

Mortier ordinaire de face, a«

Mortier ordinaire pour les dos

des mors